WO2012029581A1 - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

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WO2012029581A1
WO2012029581A1 PCT/JP2011/068884 JP2011068884W WO2012029581A1 WO 2012029581 A1 WO2012029581 A1 WO 2012029581A1 JP 2011068884 W JP2011068884 W JP 2011068884W WO 2012029581 A1 WO2012029581 A1 WO 2012029581A1
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objective lens
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optical
optical path
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PCT/JP2011/068884
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球 高田
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コニカミノルタオプト株式会社
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    • G11B7/13922—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration passive
    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track

Definitions

  • the present invention relates to an objective lens and an optical pickup device.
  • optical information is recorded on any of a plurality of disc media having different standards by using blue-violet laser light and laser light in other wavelength bands.
  • the present invention relates to an optical pickup device capable of performing reproduction and an objective lens used therefor.
  • NA Numerical Aperture
  • DVD Digital Versatile Disc
  • Information of 25 GB per layer can be recorded on an optical disk having a diameter of 12 cm, which is the same size as NA 0.6, light source wavelength 650 nm, and storage capacity 4.7 GB.
  • the optical pickup device mounted on the BD optical disc player / recorder is compatible with a plurality of disc media having different substrate thicknesses, that is, for any of BD, DVD, and CD. It is desired to have a performance capable of appropriately recording / reproducing information while maintaining compatibility.
  • an optical system for BD and an optical system for DVD or CD are used.
  • a method of selectively switching according to the recording density of an optical disc on which information is recorded / reproduced is conceivable.
  • a plurality of optical systems are required, it is disadvantageous for miniaturization and the cost increases.
  • the optical system for BD and the optical system for DVD or CD can be shared. It is preferable to reduce the number of optical components constituting the pickup device as much as possible. And, it is most advantageous to reduce the size and cost of the configuration of the optical pickup device to make the objective lens arranged facing the optical disc as common as possible. In order to obtain a common objective lens for a plurality of types of optical disks having different recording / reproducing wavelengths, it is necessary to form an optical path difference providing structure having a wavelength dependency of spherical aberration in the objective lens.
  • Patent Documents 1 and 2 have an objective lens that has a binary diffraction structure as an optical path difference providing structure and can be used in common with high-density optical discs and conventional DVDs and CDs, and the objective lens.
  • An optical pickup device is described.
  • the objective lens described in Patent Document 1 is composed of a single lens having a binary diffractive structure
  • the objective lens described in Patent Document 2 is composed of a two-lens lens having a wavelength selective element having a binary diffractive structure and a condensing element. .
  • the binary diffraction structure described in Patent Document 1 is a binary diffraction structure for converging the CD wavelength within the CD effective diameter.
  • the optical path difference is 5 ⁇ 1 / 3 ⁇ 2 / 2.5 ⁇ 3 for BD / DVD / CD.
  • the optical path difference of the binary diffractive structure is 5 ⁇ 1 / 3 ⁇ 2 with respect to BD / DVD / CD for CD wavelength condensing within the CD effective diameter and for CD wavelength diffusion outside the CD effective diameter. /2.5 ⁇ 3.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an objective lens capable of accommodating a plurality of disk media having different diffraction substrate thicknesses with a diffraction structure having high diffraction efficiency, and a light weight including the objective lens. -To provide a compact and high-performance optical pickup device.
  • an objective lens includes a first light source that emits a first light beam having a first wavelength ⁇ 1 and a second light beam that emits a second light beam having a second wavelength ⁇ 2 ( ⁇ 1 ⁇ 2).
  • a three-wavelength compatible optical pickup apparatus for recording and / or reproducing information on a third optical disk having a protective substrate having a thickness of t3 (t2 ⁇ t3)
  • an objective used in a common optical path of the first to third light beams A lens that is patterned in a concentric pattern around the optical axis.
  • step, characterized by having a binary diffractive structure gives the optical path difference 2.8 ⁇ 1 ⁇ 3.2 ⁇ 1 for the first light flux.
  • the objective lens according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the step of the binary diffraction structure gives an optical path difference of 2.95 ⁇ 1 to 3.2 ⁇ 1 to the first light flux.
  • the objective lens of a third invention is characterized in that, in the first or second invention, the step of the binary diffractive structure gives an optical path difference of about 3 ⁇ 1 to the first light flux.
  • the objective lens of a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the step of the binary diffractive structure gives an optical path difference of about 1.8 ⁇ 2 to the second light flux. To do.
  • the objective lens according to a fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the step of the binary diffraction structure gives an optical path difference of about 1.5 ⁇ 3 to the third light flux. To do.
  • the objective lens according to a sixth aspect of the present invention is the objective lens according to any one of the first to fifth aspects, wherein the binary diffractive structure has a condensing function for the third light beam within an effective diameter of the third light beam. To do.
  • the objective lens according to a seventh aspect is the objective lens according to any one of the first to sixth aspects, wherein the binary diffractive structure has a diffusing action for flaring the third light beam outside the effective diameter of the third light beam. It is characterized by that.
  • the objective lens according to an eighth aspect of the present invention is the objective lens according to any one of the first to seventh aspects, wherein the first optical disc is a Blu-ray disc, the second optical disc is a DVD, and the third optical disc is a CD. It is characterized by being.
  • the objective lens according to a ninth aspect of the present invention is the objective lens according to any one of the first to eighth aspects, wherein the binary diffractive structure makes the 0th-order diffracted light amount of the first light beam larger than any other order diffracted light amount.
  • the optical path difference providing structure that makes the 0th-order diffracted light quantity of the second light beam larger than any other order diffracted light quantity, and makes the ⁇ 1st-order diffracted light quantity of the third light beam larger than any other order diffracted light quantity. It is characterized by being.
  • the first wavelength ⁇ 1 is 350 nm to 440 nm
  • the second wavelength ⁇ 2 is 570 nm to 680 nm
  • the third wavelength ⁇ 3 is not less than 750 nm and not more than 880 nm.
  • the objective lens according to an eleventh aspect is characterized in that, in any one of the first to tenth aspects, the binary diffraction structure is made of glass.
  • the objective lens according to a twelfth aspect of the present invention is the objective lens according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the step amount of the binary diffractive structure is T and the refractive index of the material constituting the binary diffractive structure is n.
  • the following conditional expression is satisfied. (N-1) T ⁇ 3 ⁇ 1
  • An optical pickup device is a first light source that emits a first light flux having a first wavelength ⁇ 1, a second light source that emits a second light flux having a second wavelength ⁇ 2 ( ⁇ 1 ⁇ 2), and a third wavelength.
  • a third light source that emits a third light beam of ⁇ 3 ( ⁇ 2 ⁇ 3), and records and / or reproduces information on a first optical disk having a protective substrate with a thickness of t1 using the first light beam. Recording and / or reproducing information on the second optical disc having a protective substrate having a thickness t2 (t1 ⁇ t2) using the second light flux, and a thickness t3 (t2 ⁇ t) using the third light flux.
  • t3) a three-wavelength compatible optical pickup device for recording and / or reproducing information on a third optical disk having a protective substrate, comprising the objective lens according to any one of the first to twelfth inventions. It is characterized by that.
  • the configuration has a binary diffractive structure that gives an optical path difference of 2.8 ⁇ 1 to 3.2 ⁇ 1 with respect to the first light flux at a step that is patterned substantially concentrically around the optical axis. Therefore, it is possible to deal with a plurality of disk media having different substrate thicknesses with a diffractive structure having high diffraction efficiency.
  • the optical pickup device can be reduced in weight, size, and performance.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing several examples (a) to (d) of an optical path difference providing structure provided in the objective lens OBJ according to the present invention. It is a figure which shows schematically the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows typically an example of objective-lens OBJ which concerns on this invention.
  • FIG. 3 is longitudinal spherical aberration diagrams (a) to (c) regarding BD, DVD, and CD of Example 1 according to the present invention.
  • FIG. 4 is longitudinal aberration diagrams (a) to (c) relating to BD, DVD, and CD of Example 2 according to the present invention.
  • FIG. 6 is longitudinal aberration diagrams (a) to (c) regarding BD, DVD, and CD of Example 3 according to the present invention. It is sectional drawing which shows typically the optical path difference providing structure of the objective lens of Example 4 which concerns on this invention.
  • FIG. 7 is longitudinal spherical aberration diagrams (a) to (c) relating to BD, DVD, and CD of Example 4 according to the present invention. It is the figure which showed the shape of the spot which concerns on this invention.
  • FIG. 10 is longitudinal spherical aberration diagrams (a) to (c) regarding BD, DVD, and CD of Example 5 according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram (a) to (d) for explaining a method for designing an optical path difference providing structure according to the present invention. It is a perspective view of the molded objective lens OBJ. It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing method of an optical pick-up apparatus. It is explanatory drawing which shows the inclination of the wall surface produced when a binary diffraction structure is shape
  • the optical pickup device has at least three light sources: a first light source, a second light source, and a third light source. Furthermore, the optical pickup device of the present invention condenses the first light flux on the information recording surface of the first optical disc, condenses the second light flux on the information recording surface of the second optical disc, and causes the third light flux to be third. It has a condensing optical system for condensing on the information recording surface of the optical disc.
  • the optical pickup device of the present invention includes a light receiving element that receives a reflected light beam from the information recording surface of the first optical disc, the second optical disc, or the third optical disc.
  • the first optical disc has a protective substrate having a thickness t1 and an information recording surface.
  • the second optical disc has a protective substrate having a thickness t2 (t1 ⁇ t2) and an information recording surface.
  • the third optical disc has a protective substrate having a thickness t3 (t2 ⁇ t3) and an information recording surface.
  • the first optical disc is preferably a BD
  • the second optical disc is a DVD
  • the third optical disc is preferably a CD, but is not limited thereto.
  • the first optical disc, the second optical disc, or the third optical disc may be a multi-layer optical disc having a plurality of information recording surfaces.
  • BD means that information is recorded / reproduced by a light beam having a wavelength of about 390 to 415 nm and an objective lens having an NA of about 0.8 to 0.9, and the thickness of the protective substrate is 0.05 to 0.00 mm.
  • It is a generic term for a BD series optical disc of about 125 mm, and includes a BD having only a single information recording layer, a BD having two information recording layers, and the like.
  • DVD is a general term for DVD series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.60 to 0.67 and the thickness of the protective substrate is about 0.6 mm.
  • CD is a general term for CD series optical discs in which information is recorded / reproduced by an objective lens having an NA of about 0.45 to 0.51 and the thickness of the protective substrate is about 1.2 mm.
  • CD-ROM, CD-Audio, CD-Video, CD-R, CD-RW, and the like As for the recording density, the recording density of the BD is the highest, and then decreases in the order of DVD and CD.
  • the thickness of the protective substrate referred to here is the thickness of the protective substrate provided on the surface of the optical disk. That is, the thickness of the protective substrate from the optical disc surface to the information recording surface closest to the surface. 0.050mm ⁇ t1 ⁇ 0.125mm 0.5mm ⁇ t2 ⁇ 0.7mm 1.0mm ⁇ t3 ⁇ 1.3mm
  • the first light source, the second light source, and the third light source are preferably laser light sources.
  • the laser light source a semiconductor laser, a silicon laser, or the like can be preferably used.
  • the first wavelength ⁇ 1 of the first light beam emitted from the first light source is shorter than the second wavelength ⁇ 2 of the second light beam emitted from the second light source, and the second wavelength ⁇ 2 is emitted from the third light source. It is shorter than the third wavelength ⁇ 3 of the three light beams.
  • the first wavelength ⁇ 1 of the first light source is preferably 350 nm to 440 nm, more preferably 390 nm to 415 nm.
  • the second wavelength ⁇ 2 of the second light source is preferably 570 nm or more and 680 nm or less, more preferably 630 nm or more and 670 nm or less, and the third wavelength ⁇ 3 of the third light source is preferably 750 nm or more and 880 nm or less. Preferably they are 760 nm or more and 820 nm or less.
  • the first light source, the second light source, and the third light source may be unitized.
  • the unitization means that the first light source and the second light source are fixedly housed in one package, for example.
  • a light receiving element to be described later may be packaged.
  • a photodetector such as a photodiode is preferably used.
  • Light reflected on the information recording surface of the optical disc enters the light receiving element, and a read signal of information recorded on each optical disc is obtained using the output signal. Furthermore, it detects the change in the light amount due to the spot shape change and position change on the light receiving element, performs focus detection and track detection, and based on this detection, the objective lens can be moved for focusing and tracking it can.
  • the light receiving element may comprise a plurality of photodetectors.
  • the light receiving element may have a main photodetector and a sub photodetector.
  • two sub photodetectors are provided on both sides of a photodetector that receives main light used for recording and reproducing information, and the sub light for tracking adjustment is received by the two sub photodetectors.
  • a light receiving element may be used.
  • the light receiving element may have a plurality of light receiving elements corresponding to the respective light sources.
  • the condensing optical system has an objective lens.
  • the condensing optical system preferably has a coupling lens such as a collimator in addition to the objective lens.
  • the coupling lens is a single lens or a lens group that is disposed between the objective lens and the light source and changes the divergence angle of the light beam.
  • the collimator is a type of coupling lens, and is a lens that emits light incident on the collimator as parallel light.
  • the objective lens refers to an optical system that is disposed at a position facing the optical disk in the optical pickup device and has a function of condensing the light beam emitted from the light source onto the information recording surface of the optical disk.
  • the objective lens is preferably a single lens.
  • the objective lens may be a glass lens or a plastic lens, or an optical path difference providing structure is provided on the glass lens with a photocurable resin, a UV curable resin, a thermosetting resin, or the like.
  • a hybrid lens may also be used.
  • the objective lens preferably has a refractive surface that is aspheric.
  • the base surface on which the optical path difference providing structure is provided is preferably an aspherical surface.
  • the objective lens is a glass lens
  • a glass material having a glass transition point Tg of 450 ° C. or lower more preferably 400 ° C. or lower.
  • a glass material having a glass transition point Tg of 450 ° C. or lower molding at a relatively low temperature is possible, so that the life of the mold can be extended.
  • Examples of such a glass material having a low glass transition point Tg include K-PG325 and K-PG375 (both product names) manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.
  • the specific gravity of the glass lens is generally larger than that of the resin lens, if the objective lens is a glass lens, the weight increases and a load is imposed on the actuator that drives the objective lens. Therefore, when the objective lens is a glass lens, it is preferable to use a glass material having a small specific gravity.
  • the specific gravity is preferably 4.0 or less, more preferably the specific gravity is 3.0 or less.
  • the objective lens is a plastic lens
  • an alicyclic hydrocarbon polymer material such as a cyclic olefin resin material.
  • the resin material has a refractive index of 1.54 to 1.60 at a temperature of 25 ° C. with respect to a wavelength of 405 nm, and a wavelength of 405 nm according to a temperature change within a temperature range of ⁇ 5 ° C. to 70 ° C.
  • the refractive index change rate dN / dT (° C.-1) with respect to the range of ⁇ 20 ⁇ 10 ⁇ 5 to ⁇ 5 ⁇ 10 ⁇ 5 (more preferably ⁇ 10 ⁇ 10 ⁇ 5 to ⁇ 8 ⁇ 10 ⁇ 5 ) It is more preferable to use a certain resin material.
  • the coupling lens is preferably a plastic lens.
  • the Abbe number of the material which comprises an objective lens is 50 or more.
  • At least one optical surface of the objective lens has a central region and a peripheral region around the central region. More preferably, at least one optical surface of the objective lens has an outermost peripheral region around the peripheral region. By providing the outermost peripheral area, recording and / or reproduction with respect to an optical disk with a high NA can be performed more appropriately.
  • the central region is preferably a region including the optical axis of the objective lens, but may be a region not including the optical axis. It is preferable that the central region, the peripheral region, and the most peripheral region are provided on the same optical surface. As shown in FIG. 1, the central region CN, the peripheral region MD, and the most peripheral region OT are preferably provided concentrically around the optical axis on the same optical surface.
  • a first optical path difference providing structure is provided in the central area of the objective lens, and a second optical path difference providing structure is provided in the peripheral area.
  • the outermost peripheral region may be a refractive surface, or the third optical path difference providing structure may be provided in the outermost peripheral region.
  • the central region, the peripheral region, and the outermost peripheral region are preferably adjacent to each other, but there may be a slight gap between them.
  • the first optical path difference providing structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the central region of the objective lens, and more preferably 90% or more. More preferably, the first optical path difference providing structure is provided on the entire surface of the central region.
  • the second optical path difference providing structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the peripheral region of the objective lens, and more preferably 90% or more. More preferably, the second optical path difference providing structure is provided on the entire surface of the peripheral region.
  • the third optical path difference providing structure is preferably provided in a region of 70% or more of the area of the outermost peripheral region of the objective lens, and more preferably 90% or more. More preferably, the third optical path difference providing structure is provided on the entire surface of the outermost peripheral region.
  • optical path difference providing structure is a general term for structures that add an optical path difference to an incident light beam.
  • the optical path difference providing structure also includes a phase difference providing structure for providing a phase difference.
  • the phase difference providing structure includes a diffractive structure.
  • the optical path difference providing structure has a step, preferably a plurality of steps. This step adds an optical path difference and / or phase difference to the incident light flux.
  • the optical path difference added by the optical path difference providing structure may be an integer multiple of the wavelength of the incident light beam or a non-integer multiple of the wavelength of the incident light beam.
  • the steps may be arranged with a periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis, or may be arranged with a non-periodic interval in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the optical path difference providing structure has a plurality of concentric annular zones centered on the optical axis.
  • the optical path difference providing structure can have various cross-sectional shapes (cross-sectional shapes in a plane including the optical axis).
  • the most common cross-sectional shape of the optical path difference providing structure is a case where the cross-sectional shape including the optical axis of the optical path difference providing structure is serrated as shown in FIG.
  • the cross section looks like a staircase, but when a similar optical path difference providing structure is provided on an aspheric lens surface or the like, a saw blade as shown in FIG. It can be considered as a cross-sectional shape.
  • the sawtooth cross-sectional shape referred to in this specification includes a step-like cross-sectional shape.
  • an optical path difference providing structure having a binary structure as shown in FIG. 2B by superimposing sawtooth optical path difference providing structures having different step directions.
  • the first optical path difference providing structure and the second optical path difference providing structure of the present specification may have a structure in which the sawtooth optical path difference providing structures having different cross-sectional shapes are superimposed, or the sawtooth optical path difference providing structure is superimposed.
  • a sawtooth optical path difference providing structure may be superimposed on a binary optical path difference providing structure.
  • FIG. 2C shows a structure in which a sawtooth structure and a binary structure are superimposed
  • FIG. 2D shows a structure in which a fine sawtooth structure and a rough sawtooth structure are superimposed.
  • first optical path difference providing structure provided in the central area of the objective lens and the second optical path difference providing structure provided in the peripheral area of the objective lens may be provided on different optical surfaces of the objective lens, but are the same. It is preferable to be provided on the optical surface. Providing them on the same optical surface is preferable because it makes it possible to reduce eccentricity errors during manufacturing. Moreover, it is preferable that the first optical path difference providing structure and the second optical path difference providing structure are provided on the light source side surface of the objective lens rather than the optical disk side surface of the objective lens.
  • the objective lens condenses the first light beam, the second light beam, and the third light beam that pass through the central region where the first optical path difference providing structure of the objective lens is provided so as to form a condensed spot.
  • the objective lens is capable of recording and / or reproducing information on the information recording surface of the first optical disc, with the first light beam passing through the central region provided with the first optical path difference providing structure of the objective lens. Condensate.
  • the objective lens collects the second light flux that passes through the central region where the first optical path difference providing structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the second optical disc. Shine.
  • the objective lens collects the third light flux that passes through the central region where the first optical path difference providing structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the third optical disc. Shine.
  • the first optical path difference providing structure includes the first light flux passing through the first optical path difference providing structure and the second optical flux. It occurs due to the spherical aberration generated by the difference between the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disk and the thickness t2 of the protective substrate of the second optical disk and / or the difference in the wavelengths of the first and second light beams.
  • the first optical path difference providing structure has a thickness t1 of the protective substrate of the first optical disc and a thickness of the protective substrate of the third optical disc with respect to the first light beam and the third light beam that have passed through the first optical path difference providing structure. It is preferable to correct spherical aberration generated due to a difference from t3 and / or spherical aberration generated due to a difference in wavelength between the first light flux and the third light flux.
  • the first best focus at which the spot diameter of the spot formed by the third light flux is minimized by the third light flux that has passed through the first optical path difference providing structure of the objective lens, and the spot diameter of the spot formed by the third light flux are A second best focus, which becomes smaller than the first best focus, is formed.
  • the best focus refers to a point at which the beam waist is minimized within a certain defocus range. That is, the first best focus and the second best focus are formed by the third light beam, which means that there are at least two points in the third light beam at which the beam waist is minimized within a certain defocus range. That's what it means.
  • the diffracted light having the largest light amount forms the first best focus
  • the diffracted light having the second largest light amount forms the second best focus.
  • the spot formed by the third light beam at the first best focus is used for recording and / or reproduction of the third optical disk, and the spot formed by the third light beam at the second best focus is recorded and / or recorded on the third optical disk.
  • the spot formed by the third light beam at the first best focus is not used for recording and / or reproduction of the third optical disc, and the third light beam is formed at the second best focus. This does not deny an aspect in which the spot is used for recording and / or reproduction of the third optical disc.
  • the second best focus is preferably closer to the objective lens than the first best focus.
  • first best focus and the second best focus satisfy the following formula (1).
  • f [mm] refers to the focal length of the third light flux that passes through the first optical path difference providing structure and forms the first best focus
  • L [mm] is between the first best focus and the second best focus. Refers to distance.
  • the objective lens collects the first light flux and the second light flux that pass through the peripheral area where the second optical path difference providing structure of the objective lens is provided so as to form a condensed spot.
  • the objective lens is capable of recording and / or reproducing information on the information recording surface of the first optical disc, with the first light flux passing through the peripheral region provided with the second optical path difference providing structure of the objective lens. Condensate.
  • the objective lens collects the second light flux that passes through the peripheral area where the second optical path difference providing structure of the objective lens is provided so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the second optical disc. Shine.
  • the second optical path difference providing structure includes the first light flux passing through the second optical path difference providing structure and the second optical path difference providing structure. It occurs due to the spherical aberration generated by the difference between the thickness t1 of the protective substrate of the first optical disk and the thickness t2 of the protective substrate of the second optical disk and / or the difference in the wavelengths of the first and second light beams. It is preferable to correct spherical aberration.
  • the third light flux that has passed through the peripheral area is not used for recording and / or reproduction of the third optical disk. It is preferable that the third light flux that has passed through the peripheral region does not contribute to the formation of a focused spot on the information recording surface of the third optical disc. That is, it is preferable that the third light flux that passes through the peripheral region provided with the second optical path difference providing structure of the objective lens forms a flare on the information recording surface of the third optical disc. As shown in FIG. 10, in the spot formed on the information recording surface of the third optical disc by the third light flux that has passed through the objective lens, the light amount density is high in the order from the optical axis side (or the spot center) to the outside.
  • the center portion of the spot is used for recording and / or reproducing information on the optical disc, and the spot intermediate portion and the spot peripheral portion are not used for recording and / or reproducing information on the optical disc.
  • this spot peripheral part is called flare. That is, the third light flux that has passed through the second optical path difference providing structure provided in the peripheral region of the objective lens forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the third optical disc.
  • the condensing spot or spot of a 3rd light beam here is a spot in 1st best focus.
  • the spot formed on the information recording surface of the second optical disc has a spot central portion, a spot intermediate portion, and a spot peripheral portion.
  • the second optical path difference providing structure is a spherochromatism generated by a slight fluctuation in the wavelength of the first light source or the second light source with respect to the first light flux and the second light flux that have passed through the second optical path difference providing structure. It is preferable to correct (chromatic spherical aberration).
  • a slight change in wavelength refers to a change within ⁇ 10 nm.
  • the second optical path difference providing structure compensates for the variation in spherical aberration of the first light beam that has passed through the peripheral region, and on the information recording surface of the first optical disk.
  • the change amount of the wavefront aberration is 0.010 ⁇ 1 rms or more and 0.095 ⁇ 1 rms or less. Further, when the second light flux changes by ⁇ 5 nm from the wavelength ⁇ 2, the second optical path difference providing structure compensates for the variation of the spherical aberration of the second light flux that has passed through the peripheral region, and on the information recording surface of the second optical disc. It is preferable that the change amount of the wavefront aberration is 0.002 ⁇ 2 rms or more and 0.03 ⁇ 2 rms or less. This makes it possible to correct aberrations caused by wavelength variations due to manufacturing errors and individual differences in the wavelength of the laser that is the light source.
  • the objective lens condenses the first light flux passing through the outermost peripheral region of the objective lens so that information can be recorded and / or reproduced on the information recording surface of the first optical disc. To do. Further, it is preferable that the spherical aberration of the first light flux that has passed through the most peripheral area is corrected during recording and / or reproduction of the first optical disk.
  • the second light flux that has passed through the outermost peripheral area is not used for recording and / or reproduction of the second optical disc, and the third light flux that has passed through the outermost peripheral area is recorded and / or An embodiment that is not used for reproduction is included. It is preferable that the second light flux and the third light flux that have passed through the outermost peripheral region do not contribute to the formation of a condensed spot on the information recording surfaces of the second optical disc and the third optical disc, respectively. That is, when the objective lens has the outermost peripheral region, the third light flux that passes through the outermost peripheral region of the objective lens preferably forms a flare on the information recording surface of the third optical disc.
  • the third light flux that has passed through the outermost peripheral region of the objective lens forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the third optical disc.
  • the second light flux passing through the outermost peripheral region of the objective lens preferably forms a flare on the information recording surface of the second optical disc.
  • the second light flux that has passed through the outermost peripheral region of the objective lens preferably forms a spot peripheral portion on the information recording surface of the second optical disc.
  • the third optical path difference providing structure is generated by a slight variation in the wavelength of the first light source with respect to the first light flux that has passed through the third optical path difference providing structure.
  • Spherochromatism chromatic spherical aberration
  • a slight change in wavelength refers to a change within ⁇ 10 nm.
  • the third optical path difference providing structure compensates for the variation in spherical aberration of the first light beam that has passed through the most peripheral region, and on the information recording surface of the first optical disc. It is preferable that the amount of change in wavefront aberration at 0.010 ⁇ 1 rms to 0.095 ⁇ 1 rms.
  • the first optical path difference providing structure may have a configuration in which a sawtooth diffraction structure and a binary structure are superimposed.
  • the second optical path difference providing structure may have a configuration in which a sawtooth diffractive structure and a rougher (large pitch) sawtooth diffractive structure are superimposed.
  • the sawtooth diffractive structure the diffractive structure that is not rough (small pitch) in the case of the second optical path difference providing structure
  • the optical path difference corresponding to an even multiple of the first wavelength ⁇ 1 of the first light flux may be imparted to the first light flux so that the phase of the wavefront of the first light flux does not change.
  • the third wavelength ⁇ 3 of the third light flux is a wavelength that is substantially an even multiple of the first wavelength of the first light flux
  • an optical path difference of an integral multiple is given to the third light flux.
  • the first light flux and the third light flux are not affected by the diffraction structure.
  • even multiples means a range of (2n ⁇ 0.1) ⁇ ⁇ 1 or more and (2n + 0.1) ⁇ ⁇ 1 or less when n is a natural number.
  • the first optical path difference providing structure may be a structure in which at least the first basic structure and the second basic structure are overlapped.
  • the first basic structure makes the second-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the first basic structure larger than any other order of diffracted light amount, and the first-order diffracted light amount of the second light beam has any other order
  • the first order diffracted light amount of the third light flux is made larger than the diffracted light amount and larger than any other order diffracted light amount.
  • the first basic structure emits the first light flux and the third light flux that have passed through the first basic structure in a state where the wavefronts are substantially aligned, and the second light flux that has passed through the first basic structure in a state where the wavefronts are not aligned. It is preferable that the optical path difference providing structure be emitted.
  • a 1st foundation structure is an optical path difference providing structure which makes the diffraction angle of the 2nd light beam which passed the 1st foundation structure differ from the diffraction angle of a 1st light beam and a 3rd light beam.
  • the step difference in the optical axis direction of the first basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately two wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately 1.2 wavelengths of the second wavelength to the second light flux.
  • the difference in level is such that an optical path difference of about 1 wavelength of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the second basic structure makes the 0th-order (transmitted light) diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the second basic structure larger than any other order diffracted light quantity, and the 0th-order (transmitted light) of the second light flux. ) Is made larger than any other order diffracted light quantity, and the ⁇ 1st order diffracted light quantity of the third light flux is made larger than any other order diffracted light quantity.
  • the second basic structure emits the first light beam and the second light beam that have passed through the second basic structure in a state where the wave fronts are substantially aligned, and the third light beam that has passed through the second basic structure in a state where the wave fronts are not aligned.
  • the optical path difference providing structure be emitted.
  • a 2nd foundation structure is an optical path difference providing structure which makes the diffraction angle of the 3rd light beam which passed the 2nd foundation structure differ from the diffraction angle of a 1st light beam and a 2nd light beam.
  • the step amount (height) in the optical axis direction of the second basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately three wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately the second wavelength to the second light flux.
  • the difference in level be such that an optical path difference of 1.8 wavelengths is given and an optical path difference of about 1.5 wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the shape of the second foundation structure is preferably a binary shape as shown in FIG.
  • the second optical path difference providing structure is preferably a structure having at least one of the first basic structure, the fifth basic structure, and the sixth basic structure.
  • a 2nd optical path difference providing structure is not the structure which overlaps 2 or more among 1st foundation structure, 5th foundation structure, and 6th foundation structure.
  • the second optical path difference providing structure has at least the first basic structure, it has the same basic structure as the first optical path difference providing structure, which is preferable because it facilitates design.
  • the first-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the fifth basic structure is made larger than any other order diffracted light amount, and the first-order diffracted light amount of the second light beam is set to any other order.
  • the first order diffracted light amount of the third light flux is made larger than the diffracted light amount and larger than any other order diffracted light amount.
  • the step difference in the optical axis direction of the fifth basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately one wavelength of the first wavelength to the first light flux, and approximately 0.6 wavelengths of the second wavelength to the second light flux. It is preferable that the difference in level be such that an optical path difference of about 0.5 wavelength of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the third-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the sixth basic structure is made larger than any other order diffracted light amount, and the second-order diffracted light amount of the second light beam is set to any other order.
  • the second order diffracted light quantity of the third light flux is made larger than the diffracted light quantity and larger than any other order diffracted light quantity.
  • the step difference in the optical axis direction of the sixth basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately three wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately 1.9 wavelengths of the second wavelength to the second light flux. It is preferable that the difference in level be such that an optical path difference of about 1.6 wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the first optical path difference providing structure is preferably a triple overlapping structure in which three types of basic structures are overlapped. More specifically, in addition to the first foundation structure and the second foundation structure, a triple overlapping structure in which the third foundation structure, the fourth foundation structure, or the seventh foundation structure is overlapped is preferable. More preferably, in addition to the first foundation structure and the second foundation structure, the third foundation structure is superposed.
  • the 10th-order diffracted light quantity of the first light flux that has passed through the third basic structure is made larger than any other order diffracted light quantity, and the sixth-order diffracted light quantity of the second light flux is set to any other quantity.
  • the fifth order diffracted light amount of the third light flux is made larger than the diffracted light amount of the third order and larger than any other order diffracted light amount.
  • the level difference in the optical axis direction of the third basic structure gives an optical path difference of about 10 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and an optical path difference of about 6 wavelengths of the second wavelength to the second light flux.
  • the step amount is preferably such that an optical path difference corresponding to approximately five wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the fourth basic structure makes the fifth-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the fourth basic structure larger than any other order of diffracted light amount, and the third-order diffracted light amount of the second light beam becomes any other
  • the third-order diffracted light amount is slightly larger than the second-order diffracted light amount.
  • the level difference in the optical axis direction of the fourth basic structure gives an optical path difference of about 5 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and an optical path difference of about 3 wavelengths of the second wavelength to the second light flux.
  • the step amount is preferably such that an optical path difference corresponding to approximately 2.5 wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the second-order diffracted light amount of the first light beam that has passed through the seventh basic structure is made larger than any other order diffracted light amount, and the first-order diffracted light amount of the second light beam is set to any other order.
  • the first order diffracted light amount of the third light flux is made larger than the diffracted light amount and larger than any other order diffracted light amount.
  • the level difference in the optical axis direction of the seventh basic structure gives an optical path difference of about two wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and about 1.2 wavelengths of the second wavelength to the second light flux. It is preferable that the difference in level be such that an optical path difference is given and an optical path difference corresponding to approximately one third wavelength of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the third basic structure, the fourth basic structure, and the seventh basic structure have a function of making spherical aberration under when the temperature rises and the wavelengths of the first light source, the second light source, and the third light source extend. Therefore, it is possible to compensate for the over-spherical aberration accompanying the decrease in the refractive index of the plastic when the temperature rises, and to obtain a good spherical aberration.
  • step difference can be made shallower of the 4th foundation structure or the 7th foundation structure.
  • the third foundation structure, the fourth foundation structure, and the seventh foundation structure are provided on a mother aspheric surface (base surface) different from the first foundation structure, the second foundation structure, the fifth foundation structure, and the sixth foundation structure. Preferably it is.
  • the third foundation structure, the fourth foundation structure, and the seventh foundation structure give the above-described optical path difference to the incident light beam, and the third foundation structure, the fourth foundation structure, and the seventh foundation structure enter the light beam as much as possible.
  • it is provided on a mother aspherical surface (base surface) set so as not to affect the orientation of.
  • the 3rd foundation structure, the 4th foundation structure, and the 7th foundation structure enter the inside of an optical element as it leaves
  • the second optical path difference providing structure includes the third basic structure, the fourth basic structure in addition to any one of the first basic structure, the fifth basic structure, and the sixth basic structure.
  • a structure in which any one of the foundation structure and the seventh foundation structure is overlapped is preferable.
  • the first base structure and the fourth base structure are overlapped.
  • the objective lens is a plastic lens
  • the third optical path difference providing structure is preferably a structure having at least one of the third basic structure, the fourth basic structure, and the seventh basic structure.
  • a structure having a fourth basic structure is preferable.
  • the first optical path difference providing structure is a triple overlapping structure in which three types of basic structures are superimposed, and the second optical path difference providing structure is an overlapping of two types of basic structures.
  • a preferred embodiment is an embodiment in which the double optically overlapping structure and the third optical path difference providing structure have only one kind of basic structure.
  • the central region CN first optical path difference providing structure
  • the objective lens is a plastic lens
  • a triple overlapping structure is more preferable.
  • peripheral region MD second optical path difference providing structure
  • the objective lens is a plastic lens
  • a double overlapping structure is more preferable.
  • the first optical path difference providing structure is preferably a structure in which only the first basic structure and the second basic structure are overlapped.
  • the second optical path difference providing structure is not limited to any one of the first basic structure, the fifth basic structure, and the sixth basic structure, A structure in which any one of the three basic structures and the fourth basic structure is superposed is preferable.
  • the first base structure and the fourth base structure are overlapped.
  • the objective lens is a glass lens or a lens made of an athermal resin, it is preferable to have the most peripheral region that is a refractive surface.
  • the first optical path difference providing structure is a concentric annular zone structure having a step, and the steps of the first optical path difference providing structure have the following dA, dB, dC, dD. Of these, it is preferable to have at least two kinds of step amounts.
  • the above formula (17) is preferably the following formula (17) ′. 0.95 ⁇ ⁇ 15 ⁇ B / (n ⁇ 1) ⁇ 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1) ⁇ ⁇ dA ( ⁇ m) ⁇ 1.4 ⁇ ⁇ 15 ⁇ B / (n ⁇ 1) ⁇ 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1 ) ⁇ ... (17 ')
  • the formula (17) is more preferably the following formula (17) ′′.
  • the formula (18) is preferably the following formula (18 ′). 0.95 ⁇ ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) + 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1) ⁇ ⁇ dB ( ⁇ m) ⁇ 1.4 ⁇ ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) + 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1) ⁇ ... (18 ')
  • the formula (18) is more preferably the following formula (18 ′′). 1.0 ⁇ ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) + 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1) ⁇ ⁇ dB ( ⁇ m) ⁇ 1.4 ⁇ ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) + 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1) ⁇ ... (18 '')
  • the above formula (19) is preferably the following formula (19) ′. 0.95 ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) ⁇ dC ( ⁇ m) ⁇ 1.4 ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) (19 ′)
  • the formula (19) is more preferably the following formula (19) ′′. 1.0 ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) ⁇ dC ( ⁇ m) ⁇ 1.3 ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) (19 ′′)
  • the above formula (20) is preferably the following formula (20 ′). 0.95 ⁇ ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) ⁇ 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1) ⁇ ⁇ dD ( ⁇ m) ⁇ 1.4 ⁇ ⁇ 5 ⁇ B / (n ⁇ 1) ⁇ 2 ⁇ B ′ / (n′ ⁇ 1 ) ⁇ ... (20 ')
  • the formula (20) is more preferably the following formula (20) ′′.
  • ⁇ B represents the design wavelength ( ⁇ m) of the first light flux.
  • ⁇ B ′ represents an arbitrary value between 0.390 ( ⁇ m) and 0.410 ( ⁇ m).
  • n represents the refractive index of the optical element at the wavelength ⁇ B.
  • n ′ represents the refractive index of the optical element at the wavelength ⁇ B ′.
  • ⁇ B may be regarded as the same as the wavelength ( ⁇ m) of the first light source mounted on the optical pickup device, that is, the used wavelength when the design wavelength is not known.
  • ⁇ B ′ is preferably an arbitrary value between 0.390 ( ⁇ m) and 0.405 ( ⁇ m). More preferably, ⁇ B ′ is an arbitrary value not less than 0.390 ( ⁇ m) and not more than 0.400 ( ⁇ m).
  • the level difference means the length in the optical axis direction of the level difference of the optical path difference providing structure.
  • the step amount means the lengths of d1, d2, d3, and d4.
  • the amount of steps of the first optical path difference providing structure has at least two types of steps among the following dA, dB, dC, and dD” means that at least of all the steps of the first optical path difference providing structure.
  • the step amount of one step x satisfies any one of dA, dB, dC, dD, and the step amount of at least one other step y is any of dA, dB, dC, dD, and the step x Satisfies different things.
  • all the steps of the first optical path difference providing structure have no step amount other than dA, dB, dC, dD. Further, from the viewpoint of facilitating the manufacture of the mold and improving the transferability of the mold, it is preferable that the level difference of the level difference is not too large. Therefore, it is more preferable that all the steps of the first optical path difference providing structure have no step amount other than dC and dD.
  • a basic structure that is an optical path difference providing structure having an annular structure is designed.
  • another basic structure having an annular structure in which the diffraction order at which the diffracted light rate is maximum for a certain light flux is different is designed.
  • these two (which may be three or more) basic structures are overlapped to design the first optical path difference providing structure or the second optical path difference providing structure.
  • a ring zone with a small pitch width may occur. For example, when a basic structure as shown in FIG. 14A and a basic structure as shown in FIG.
  • the pitch width refers to the width of the annular structure in the direction orthogonal to the optical axis of the optical element.
  • the pitch width refers to the lengths of w1, w2, w3, and w4.
  • the pitch width means the lengths of w5, w6, w7, w8, and w9.
  • this Wa is an annular zone of 5 ⁇ m or less, even if this annular zone is cut or filled, the optical performance is not greatly affected. That is, in FIG. 14 (c), when Wa is 5 ⁇ m or less, as shown in FIG. 14 (d), even if the ring zone with this small pitch width is cut, the optical performance is not greatly affected.
  • the pitch width of the step is not too small. Therefore, when a ring zone with a pitch width of 5 ⁇ m or less is generated when a base optical path difference providing structure is designed by superimposing a plurality of foundation structures, the ring zone with a pitch width of 5 ⁇ m or less is removed. Thus, it is preferable to obtain a final optical path difference providing structure. If the annular zone with a pitch width of 5 ⁇ m or less is convex, it can be removed by shaving the annular zone. If the annular zone with a pitch width of 5 ⁇ m or less is concave, it can be removed by filling the annular zone. That's fine.
  • At least the pitch width of the first optical path difference providing structure is larger than 5 ⁇ m.
  • all pitch widths of the first optical path difference providing structure, the second optical path difference providing structure, and the third optical path difference providing structure are larger than 5 ⁇ m.
  • the step amount is not too large.
  • the present inventors have discovered the following. If the level difference of the annular zone with the optical path difference providing structure that is the basis obtained by superimposing multiple foundation structures is higher than the reference value, the level difference of the annular zone is only 10 ⁇ ⁇ B / (n-1) ( ⁇ m) By making it low, it becomes possible to reduce an excessively large step amount without affecting the optical performance.
  • An arbitrary value can be set as the reference value, but 10 ⁇ ⁇ B / (n ⁇ 1) ( ⁇ m) is preferably used as the reference value.
  • the value of (step amount / pitch width) is preferably 1 or less, and more preferably, in all the ring zones of the first optical path difference providing structure. Is 0.8 or less. More preferably, the value of (step difference / pitch width) is preferably 1 or less, and more preferably 0.8 or less, in all the annular zones of all the optical path difference providing structures.
  • NA1 The numerical aperture on the image side of the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the first optical disk is NA1, and the objective lens necessary for reproducing and / or recording information on the second optical disk
  • NA2 NA1 ⁇ NA2
  • NA3 NA2> NA3
  • NA1 is preferably 0.8 or more and 0.9 or less, or preferably 0.55 or more and 0.7 or less.
  • NA1 is preferably 0.85.
  • NA2 is preferably 0.55 or more and 0.7 or less.
  • NA2 is preferably 0.60.
  • NA3 is preferably 0.4 or more and 0.55 or less.
  • NA3 is preferably 0.45 or 0.53.
  • the boundary between the central region and the peripheral region of the objective lens is 0.9 ⁇ NA3 or more and 1.2 ⁇ NA3 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA3 or more, 1.15 ⁇ NA3) when the third light flux is used. It is preferably formed in a portion corresponding to the following range. More preferably, the boundary between the central region and the peripheral region of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA3.
  • the boundary between the peripheral area and the most peripheral area of the objective lens is 0.9 ⁇ NA 2 or more and 1.2 ⁇ NA 2 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA 2 or more, 1. 15 ⁇ NA2 or less) is preferable.
  • the boundary between the peripheral region and the most peripheral region of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA2.
  • the outer boundary of the outermost periphery of the objective lens is 0.9 ⁇ NA1 or more and 1.2NA1 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA1 or more and 1.15 ⁇ NA1 or less) when the first light beam is used. It is preferably formed in a portion corresponding to the range. More preferably, the outer boundary of the outermost periphery of the objective lens is formed in a portion corresponding to NA1.
  • the spherical aberration has at least one discontinuous portion.
  • the discontinuous portion has a range of 0.9 ⁇ NA 3 or more and 1.2 ⁇ NA 3 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA 3 or more and 1.15 ⁇ NA 3 or less) when the third light flux is used. It is preferable that it exists in.
  • the spherical aberration has at least one discontinuous portion.
  • the discontinuous portion is in a range of 0.9 ⁇ NA 2 or more and 1.2 ⁇ NA 2 or less (more preferably 0.95 ⁇ NA 2 or more and 1.1 ⁇ NA 2 or less) when the second light flux is used. It is preferable that it exists in.
  • NA2 it is preferable that the absolute value of the spherical aberration is 0.03 ⁇ m or more, and in NA3, the absolute value of the longitudinal spherical aberration is 0.02 ⁇ m or less. More preferably, in NA2, the absolute value of longitudinal spherical aberration is 0.08 ⁇ m or more, and in NA3, the absolute value of longitudinal spherical aberration is 0.01 ⁇ m or less.
  • NA1 when the second light flux that has passed through the objective lens is condensed on the information recording surface of the second optical disc, NA1 has an absolute value of longitudinal spherical aberration of 0.03 ⁇ m or more, and NA2 exhibits longitudinal spherical aberration.
  • the absolute value is preferably 0.005 ⁇ m or less.
  • the diffraction efficiency depends on the ring zone depth of the diffractive structure
  • the diffraction efficiency for each wavelength in the central region can be set as appropriate according to the application of the optical pickup device.
  • the first luminous flux is regarded as important for the diffraction efficiency in the central region and / or the peripheral region. Is preferably set.
  • the second and third light fluxes are emphasized with respect to the diffraction efficiency of the central region. It is preferable to set the diffraction efficiency of the peripheral region with the second light flux as important.
  • ⁇ 11 represents the diffraction efficiency of the first light flux in the central region
  • ⁇ 21 represents the diffraction efficiency of the first light flux in the peripheral region.
  • the diffraction efficiency of the central region is focused on the light fluxes of the second and third wavelengths, the diffraction efficiency of the first light flux of the central region is low, but the numerical aperture of the first optical disc is the numerical aperture of the third optical disc. If it is larger than, the lowering of the diffraction efficiency in the central region does not have a significant effect when considering the entire effective diameter of the first light flux.
  • the diffraction efficiency in this specification can be defined as follows.
  • the transmittance of an objective lens that has the same focal length, lens thickness, and numerical aperture, is formed of the same material, and does not have the first and second optical path difference providing structures is formed in the central region and the peripheral region. Separately measure. At this time, the transmittance of the central region is measured by blocking the light beam incident on the peripheral region, and the transmittance of the peripheral region is measured by blocking the light beam incident on the central region.
  • the difference between the light amount of the diffracted light having the maximum light amount and the light amount of the diffracted light having the next largest light amount ie, the first light amount.
  • the difference between the light amount of the diffracted light forming the best focus and the light amount of the diffracted light forming the second best focus is not less than 0% and not more than 20%, particularly the tracking characteristics in the third optical disk can be kept good.
  • the form according to the present invention makes it possible to improve the tracking characteristics even in such a situation.
  • the first light beam, the second light beam, and the third light beam may be incident on the objective lens as parallel light, or may be incident on the objective lens as divergent light or convergent light.
  • the magnification m1 of the objective lens when the first light beam enters the objective lens satisfies the following formula (2). -0.02 ⁇ m1 ⁇ 0.02 (2)
  • the magnification m1 of the objective lens when the first light flux is incident on the objective lens preferably satisfies the following expression (2 ′). -0.10 ⁇ m1 ⁇ 0.00 (2 ')
  • the magnification m2 of the objective lens when the second light beam enters the objective lens satisfies the following expression (3). . -0.02 ⁇ m2 ⁇ 0.02 (3)
  • the magnification m2 of the objective lens when the second light beam is incident on the objective lens satisfies the following formula (3 ′). -0.10 ⁇ m2 ⁇ 0.00 (3 ')
  • the magnification m3 of the third light beam incident on the objective lens satisfies the following expression (4).
  • the third light flux is parallel light
  • the present invention can obtain good tracking characteristics, and can be used for three different optical disks.
  • the magnification m3 of the objective lens when the third light beam is incident on the objective lens preferably satisfies the following formula (5). -0.10 ⁇ m3 ⁇ 0.00 (5)
  • the objective lens when the objective lens is a single plastic lens, it is preferable to improve the temperature characteristics even if the wavelength characteristics are somewhat sacrificed. In particular, it is preferable to maintain a good balance between wavelength characteristics and temperature characteristics. More preferably, the temperature characteristics when recording and / or reproducing the first optical disk are improved. In order to satisfy such characteristics, it is preferable to satisfy the following conditional expressions (12) and (13). + 0.00045 ⁇ ⁇ SAT1 / f (WFE ⁇ rms / (° C. mm)) ⁇ + 0.0027 (12) ⁇ 0.045 ⁇ ⁇ SA ⁇ / f (WFE ⁇ rms / (nm ⁇ mm)) ⁇ ⁇ 0.0045 (13)
  • ⁇ SAT1 represents ⁇ SA3 / ⁇ T of the objective lens at the time of recording and / or reproduction of the first optical disc at the wavelength used (in this case, there is no wavelength variation due to temperature change).
  • the used wavelength refers to the wavelength of a light source used in an optical pickup device having an objective lens.
  • the wavelength used is a wavelength in the range of 400 nm or more and 415 nm or less, and is a wavelength at which recording and / or reproduction of the first optical disc can be performed via the objective lens.
  • ⁇ SAT1 of the objective lens and ⁇ SAT2 and ⁇ SAT3 described later may be obtained using 405 nm as the use wavelength.
  • ⁇ SAT1 indicates the temperature change rate (temperature characteristic) of the third-order spherical aberration of the objective lens when recording and / or reproducing the first optical disk at the used wavelength (no wavelength variation).
  • WFE indicates that the third-order spherical aberration is expressed by wavefront aberration.
  • ⁇ SA ⁇ represents ⁇ SA3 / ⁇ when recording and / or reproducing the first optical disk at the used wavelength under a condition where the environmental temperature is constant. That is, ⁇ SA ⁇ indicates the wavelength change rate (wavelength characteristic) of the third-order spherical aberration of the objective lens when recording and / or reproducing the first optical disk at the used wavelength under the condition of a constant environmental temperature.
  • the ambient temperature is preferably room temperature.
  • the room temperature is 10 ° C. or more and 40 ° C. or less, and preferably 25 ° C.
  • f indicates the focal length of the objective lens at the used wavelength (preferably 405 nm) of the first light flux.
  • conditional expression (12 ′) is satisfied. + 0.00091 ⁇ ⁇ SAT1 / f (WFE ⁇ rms / (° C./mm)) ⁇ +0.0018 (12 ′)
  • conditional expression (12 ′′) is satisfied. + 0.0013 ⁇ ⁇ SAT1 / f (WFE ⁇ rms / (° C. mm)) ⁇ + 0.0016 (12 ′′)
  • conditional expression (13 ′) is satisfied, and more preferably, the following conditional expression (13 ′′) is satisfied.
  • conditional expression (13 ′ ′′) is satisfied, and more preferably, the following conditional expression (13 ′′ ′′) is satisfied. 0.01 ⁇
  • the objective lens has the wavelength dependency of the spherical aberration so that the change of the spherical aberration due to the refractive index change accompanying the temperature change of the objective lens is corrected by the wavelength change of the first wavelength accompanying the temperature change.
  • the following conditional expression (14) is satisfied. 0 ⁇ ⁇ SAT2 / f (WFE ⁇ rms / (° C. mm)) ⁇ + 0.00136 (14)
  • ⁇ SAT2 represents ⁇ SA3 / ⁇ T of the objective lens at the time of recording and / or reproduction of the first optical disk at a wavelength used (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C.) (preferably 405 nm).
  • ⁇ SAT2 is the temperature change rate (temperature characteristic) of the third-order spherical aberration of the objective lens when recording and / or reproducing the first optical disk at the wavelength used (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C.). Point to.
  • conditional expression (14 ′) is satisfied. 0 ⁇ ⁇ SAT2 / f (WFE ⁇ rms / (° C./mm)) ⁇ +0.00093 (14 ′)
  • conditional expression (14 ′′) is satisfied. + 0.0007 ⁇ ⁇ SAT2 / f (WFE ⁇ rms / (° C./mm)) ⁇ +0.0009 (14 ′′)
  • ⁇ SAT3 is an optical system including a coupling lens and an objective lens when recording and / or reproducing the first optical disk at a wavelength used (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C.) (preferably 405 nm). It represents ⁇ SA3 / ⁇ T of the entire system.
  • ⁇ SAT3 is the temperature change rate (temperature characteristics) of the third-order spherical aberration of the entire optical system at the time of recording and / or reproduction of the first optical disk at the wavelength used (wavelength variation with temperature change is 0.05 nm / ° C.). ).
  • an objective lens having excellent temperature characteristics can be obtained by making the wavelength characteristics not so good.
  • wavelength characteristics in light of variations in the oscillation wavelength of the light source, a light source whose oscillation wavelength is suitable for the objective lens is selected, that is, by selecting a light source whose oscillation wavelength is close to the reference wavelength, there is an adverse effect on the wavelength variation to some extent. Can be suppressed. Therefore, a low-cost and simple optical pickup device can be provided by combining the above objective lens with a light source whose oscillation characteristics are carefully selected.
  • the combination of the light source and an objective lens having an appropriate design wavelength can be reduced by corresponding to the variation in the oscillation wavelength of the light source.
  • a cost and simple optical pickup device can be provided.
  • the optical pickup device manufacturing method divides the objective lenses having excellent temperature characteristics as described above into a plurality of groups according to the specifications of the optical path difference providing structure, and the light source to be used.
  • the method includes a step of selecting an objective lens of any group according to the oscillation characteristics of the above, and a step of combining the light source and the selected objective lens.
  • a group of objective lenses having an optical path difference providing structure suitable for a light source whose oscillation wavelength is shifted to the plus side with respect to the reference wavelength and a group of objective lenses having an optical path difference providing structure suitable for a light source whose oscillation wavelength is close to the reference wavelength
  • Objective lenses with different optical path difference providing structures such as a group of objective lenses having an optical path difference providing structure suitable for a light source whose oscillation wavelength is shifted to the negative side with respect to the reference wavelength are prepared in groups and used.
  • the specifications of the optical path difference providing structure are different” means that the design wavelength of the diffractive structure is changed, for example, but is not limited thereto.
  • the “oscillation characteristic” includes an actual measurement value and variation of the oscillation wavelength.
  • ⁇ SA3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ SA3 ⁇ all (16)
  • ⁇ SA3 ⁇ rms
  • ⁇ SA3 is a condensing optical system (light source) including the objective lens of the optical pickup device at a wavelength when the light source oscillates at the reference temperature and the reference output in each optical pickup device in the shipment lot of the optical pickup device.
  • ⁇ (nm) represents the standard deviation of the oscillation wavelength at the reference temperature and the reference output of the light source included in the shipment lot of the optical pickup device.
  • ⁇ SA3 ⁇ all ( ⁇ rms / nm) represents the wavelength dependency of the third-order spherical aberration of the condensing optical system (from the light source to the information recording surface) including the objective lens included in the shipment lot of the optical pickup device.
  • the objective lens has the temperature characteristic correction structure so as to satisfy the conditional expressions (12) to (15).
  • the first optical path difference providing structure is a structure having at least a third basic structure, a fourth basic structure, or a seventh basic structure, it is complicated to satisfy the conditional expressions (12) to (15). This is preferable because it can be realized without designing the optical element.
  • the second optical path difference providing structure is a structure having at least one of the third basic structure, the fourth basic structure, or the seventh basic structure
  • the above conditional expressions (12), (12 ′) , (13), (13 ′), (13 ′′), (14), (14 ′), (15), (15 ′) can be satisfied without designing a complicated optical element.
  • the objective lens has an outermost peripheral region having a third optical path difference providing structure around the peripheral region, and the third optical path difference providing structure is at least a third basic structure, a fourth basic structure, or a seventh basic structure.
  • the image side numerical aperture (NA) of the objective lens with respect to the first light flux is 0.8 or more and 0.9 or less, the conditional expressions (12), (12 ′), (13), (13 ′) ), (13 ′′), (14), (14 ′), (15), (15 ′), the effect becomes more remarkable.
  • the working distance (WD) of the objective lens when using the third optical disk is preferably 0.20 mm or more and 1.5 mm or less. Preferably, it is 0.3 mm or more and 1.00 mm or less.
  • the WD of the objective lens when using the second optical disk is preferably 0.4 mm or more and 0.7 mm or less.
  • the WD of the objective lens when using the first optical disk is preferably 0.4 mm or more and 0.9 mm or less (in the case of t1 ⁇ t2, 0.6 mm or more and 0.9 mm or less is preferable). .
  • the entrance pupil diameter of the objective lens is preferably ⁇ 2.8 mm or more and ⁇ 4.5 mm or less when the first optical disc is used.
  • An optical information recording / reproducing apparatus includes an optical disc drive apparatus having the above-described optical pickup apparatus.
  • the optical disk drive apparatus can hold an optical disk mounted from the optical information recording / reproducing apparatus main body containing the optical pickup apparatus or the like. There are a system in which only the tray is taken out, and a system in which the optical disc drive apparatus main body in which the optical pickup device is stored is taken out to the outside.
  • the optical information recording / reproducing apparatus using each method described above is generally equipped with the following components, but is not limited thereto.
  • An optical pickup device housed in a housing or the like, a drive source of an optical pickup device such as a seek motor that moves the optical pickup device together with the housing toward the inner periphery or outer periphery of the optical disc, and the optical pickup device housing the inner periphery or outer periphery of the optical disc
  • a transfer means of an optical pickup device having a guide rail or the like for guiding toward the head, a spindle motor for rotating the optical disk, and the like.
  • the former method is provided with a tray that can be held in a state where an optical disk is mounted and a loading mechanism for sliding the tray, and the latter method has no tray and loading mechanism. It is preferable that each component is provided in a drawer corresponding to a chassis that can be pulled out to the outside.
  • one objective lens can be used for three different types of optical disks (for example, a high-density optical disk using a blue-violet laser light source and three optical disks of DVD and CD) with a simple and low-cost configuration. Information can be recorded and / or reproduced appropriately. In addition, even in the case where an infinite optical system is used in all three different optical discs, light that can maintain tracking, particularly tracking accuracy during recording and / or reproduction of the third optical disc. It is possible to provide a pickup device, an objective lens, and an optical information recording / reproducing device.
  • an optical pickup device, an objective lens, and an optical information recording / reproducing device capable of appropriately recording and / or reproducing information with respect to three different types of optical disks with a single objective lens.
  • the optical pickup device, the objective lens, and the optical information can be appropriately recorded and / or reproduced with respect to three types of discs with good temperature characteristics.
  • a recording / reproducing apparatus can be provided.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of the optical pickup apparatus PU1 of the present embodiment that can appropriately record and / or reproduce information on BD, DVD, and CD, which are different optical disks.
  • Such an optical pickup device PU1 can be mounted on an optical information recording / reproducing device.
  • the first optical disc is a BD
  • the second optical disc is a DVD
  • the third optical disc is a CD.
  • the present invention is not limited to the present embodiment.
  • the optical pickup device PU1 emits a laser beam (first beam) having a wavelength of 405 nm that is emitted when information is recorded / reproduced with respect to the objective lens OBJ, the stop ST, the collimator lens CL, and the polarization dichroic prisms PPS and BD.
  • the laser module LM also emits a laser beam (second beam) having a wavelength of 658 nm and emits a laser beam (second beam) when recording / reproducing information on a DVD, and a CD.
  • a third semiconductor laser EP2 third light source
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL1 is transmitted again through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wave plate (not shown), and converged by the collimating lens CL. After being transmitted through the polarization dichroic prism PPS, it is converged on the light receiving surface of the first light receiving element PD1. Then, by using the output signal of the first light receiving element PD1 to focus or track the objective lens OBJ by the biaxial actuator AC, it is possible to read information recorded on the BD.
  • the light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter wavelength plate and enters the objective lens OBJ.
  • the light beam condensed by the central region and the peripheral region of the objective lens OBJ (the light beam that has passed through the most peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is passed through the protective substrate PL2 having a thickness of 0.6 mm.
  • the spot is formed on the information recording surface RL2 of the DVD, and the center of the spot is formed.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL2 is again transmitted through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wave plate (not shown), and converged by the collimating lens CL. After being reflected by the polarization dichroic prism PPS and then reflected twice in the prism, it is converged on the second light receiving element DS1. The information recorded on the DVD can be read using the output signal of the second light receiving element DS1.
  • the light beam condensed by the central region of the objective lens OBJ (the light beam that has passed through the peripheral region and the most peripheral region is flared and forms a spot peripheral part) is passed through the protective substrate PL3 having a thickness of 1.2 mm.
  • the spot is formed on the information recording surface RL3 of the CD.
  • the reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface RL3 is transmitted again through the objective lens OBJ and the aperture stop ST, converted from circularly polarized light to linearly polarized light by a quarter wave plate (not shown), and converged by the collimating lens CL. After being reflected by the polarization dichroic prism PPS and then reflected twice in the prism, it is converged on the third light receiving element DS2.
  • the information recorded on the CD can be read using the output signal of the third light receiving element DS2.
  • the first optical path difference providing structure in the central region, the second optical path difference providing structure in the peripheral region, and the most peripheral region are: It is possible to appropriately correct the spherical aberration of the first light flux and appropriately record and / or reproduce information with respect to the BD having the thickness t1 of the protective substrate.
  • the first optical path difference providing structure in the central region and the second optical path difference providing structure in the peripheral region are BD and DVD.
  • the spherical aberration of the second light beam caused by the difference in the thickness of the protective substrate and the wavelength difference between the first light beam and the second light beam is corrected appropriately, and the second light beam is recorded on the DVD in the outermost peripheral area. Since the flare is formed on the surface, information can be appropriately recorded and / or reproduced with respect to the DVD having the thickness t2 of the protective substrate.
  • the first optical path difference providing structure in the central region has a difference in the thicknesses of the protective substrates of BD and CD and The spherical aberration of the third light beam generated due to the difference in wavelength between the first light beam and the third light beam is appropriately corrected, and the second optical path difference providing structure in the peripheral region and the outermost peripheral region are converted into the information on the CD. Since flare is formed on the recording surface, information can be appropriately recorded and / or reproduced with respect to the CD having the thickness t3 of the protective substrate.
  • the first optical path difference providing structure in the central region separates the condensing spot of the necessary light of the third light beam used for recording and reproduction from the condensing spot of the unnecessary light of the third light beam by an appropriate distance, thereby The tracking characteristics when using a CD are also improved.
  • the second optical path difference providing structure in the peripheral region has a spherochromatism (color spherical surface) when the wavelength of the first light flux and the second light flux deviates from the reference wavelength due to a laser manufacturing error or the like. Aberration) can be corrected.
  • the objective lens is a single glass lens.
  • a first optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the central region CN of the optical surface of the objective lens.
  • a second optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the peripheral area MD of the optical surface.
  • the outermost peripheral region OT of the optical surface is an aspheric refracting surface.
  • the first optical path difference providing structure is a structure in which the first basic structure and the second basic structure are superimposed, and the sawtooth diffraction structure and the binary structure are superimposed. It has a shape.
  • the cross-sectional shape is a shape as shown in FIG.
  • the first basic structure which is a sawtooth diffractive structure, makes the light amount of the second-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light).
  • the light quantity of the first-order diffracted light of the light beam is made larger than the light quantity of the diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and the light quantity of the first-order diffracted light of the third light flux is changed to any other order ( It is designed to be larger than the diffracted light amount of the 0th order (including transmitted light).
  • the second basic structure that is a binary structure is a so-called wavelength-selective diffraction structure in which the light amount of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the first light flux is made larger than the light amount of any other order of diffracted light.
  • the light amount of the 0th-order diffracted light (transmitted light) of the second light beam is made larger than the light amount of any other order diffracted light, and the light amount of the ⁇ 1st-order diffracted light of the third light beam is set to any other order (0 It is designed to be larger than the next diffracted light amount (including transmitted light).
  • the first optical path difference providing structure is a sawtooth shape in which the step is directed to the optical axis side in the region on the optical axis side of the central region, as shown in FIG.
  • the structure and the binary structure are superimposed, and in the region on the peripheral region side of the central region, the sawtooth structure and the binary structure in which the step is opposite to the optical axis side are superimposed, and in between,
  • a transition region necessary for switching the direction of the step of the sawtooth structure is provided.
  • This transition region is a region corresponding to a point that becomes an extreme value of the optical path difference function when the optical path difference added to the transmitted wavefront by the diffractive structure is expressed by the optical path difference function.
  • the optical path difference function has an extreme point, so that the inclination of the optical path difference function becomes small, so that the annular zone pitch can be widened, and the decrease in transmittance due to the shape error of the diffractive structure can be suppressed.
  • the second optical path difference providing structure is a structure in which the first basic structure and the fourth basic structure are overlapped, and the sawtooth diffraction structure and the rougher sawtooth diffraction structure are overlapped. It has a different shape.
  • the step is opposite to the optical axis side, and in the rougher serrated diffraction structure, the step is directed to the optical axis side.
  • the cross-sectional shape is a shape as shown in FIG.
  • the first basic structure which is a sawtooth diffractive structure, makes the light amount of the second-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light).
  • the light quantity of the first-order diffracted light of the light beam is made larger than the light quantity of the diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and the light quantity of the first-order diffracted light of the third light flux is changed to any other order ( It is designed to be larger than the diffracted light amount of the 0th order (including transmitted light).
  • the fourth basic structure which is a rough sawtooth diffractive structure, makes the light amount of the fifth-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of the diffracted light of any other order, and the third-order diffraction of the second light beam.
  • Tables 1 to 18 show lens data.
  • a power of 10 for example, 2.5 ⁇ 10 ⁇ 3
  • E for example, 2.5E ⁇ 3
  • the optical surface of the objective lens is formed as an aspherical surface that is symmetric about the optical axis and is defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in the table are substituted into Formula 1.
  • X (h) is an axis in the optical axis direction (the light traveling direction is positive)
  • ⁇ is a conical coefficient
  • A2i is an aspherical coefficient
  • h is a height from the optical axis.
  • optical path length given to the light flux of each wavelength by the diffractive structure is defined by an equation obtained by substituting the coefficient shown in the table into the optical path difference function of Formula 2.
  • ⁇ is the wavelength of the incident light beam
  • ⁇ B is the design wavelength (blazed wavelength)
  • dor is the diffraction order
  • C2i is the coefficient of the optical path difference function.
  • Tables 1 to 3 below show lens data of Example 1.
  • 5 (a), 5 (b) and 5 (c) show longitudinal spherical aberration diagrams of Example 1.
  • FIG. 1.0 on the vertical axis of the longitudinal spherical aberration diagram represents NA 0.85 or ⁇ 3.74 mm in BD, and a value slightly larger than NA 0.60 or slightly larger than ⁇ 2.68 mm in DVD.
  • CD a value slightly larger than NA 0.45 or a value slightly larger than ⁇ 2.18 mm is represented.
  • Tables 4 to 6 below show lens data of Example 2.
  • 6 (a), 6 (b) and 6 (c) show longitudinal spherical aberration diagrams of Example 2.
  • FIG. 1.0 on the vertical axis of the longitudinal spherical aberration diagram represents NA 0.85 or ⁇ 3.74 mm in BD, and a value slightly larger than NA 0.60 or slightly larger than ⁇ 2.68 mm in DVD.
  • CD a value slightly larger than NA 0.45 or a value slightly larger than ⁇ 2.12 mm is represented.
  • Tables 7 to 9 below show lens data of Example 3.
  • 7A, 7B, and 7C show longitudinal spherical aberration diagrams of Example 2.
  • FIG. 1.0 on the vertical axis of the longitudinal spherical aberration diagram represents NA 0.85 or ⁇ 3.74 mm in BD, and a value slightly larger than NA 0.60 or slightly larger than ⁇ 2.68 mm in DVD.
  • CD a value slightly larger than NA 0.45 or a value slightly larger than ⁇ 2.17 mm is represented.
  • the objective lens is a single polyolefin plastic lens.
  • a first optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the central region CN of the optical surface of the objective lens.
  • a second optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the peripheral area MD of the optical surface.
  • a third optical path difference providing structure is provided on the entire surface of the outermost peripheral region OT of the optical surface.
  • the first optical path difference providing structure is a structure in which the third basic structure is superimposed in addition to the first basic structure and the second basic structure, and two types of sawtooth diffraction structures are provided. And a binary structure are superimposed on each other.
  • the cross-sectional shape is shown as a portion indicated as CN in FIG.
  • the third basic structure which is a sawtooth diffractive structure, makes the light amount of the 10th-order diffracted light of the first light beam larger than the light amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light),
  • the light amount of the sixth-order diffracted light of the light beam is made larger than the light amount of diffracted light of any other order (including 0th order, that is, transmitted light), and the light amount of the fifth-order diffracted light of the third light beam is changed to any other order ( It is designed to be larger than the diffracted light amount of the 0th order (including transmitted light).
  • the level difference in the optical axis direction of the first basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately two wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately 1.2 wavelengths of the second wavelength to the second light flux.
  • the difference in level is such that an optical path difference is provided, and an optical path difference corresponding to approximately one third wavelength of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the level difference (height) in the optical axis direction of the second basic structure gives an optical path difference corresponding to approximately three wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately 1..
  • the level difference is such that an optical path difference for 8 wavelengths is given and an optical path difference for about 1.5 wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the level difference in the optical axis direction of the third basic structure gives an optical path difference of about 10 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and an optical path difference of about 6 wavelengths of the second wavelength to the second light flux. And a step amount that gives an optical path difference of approximately 5 wavelengths of the third wavelength to the third light flux.
  • the third foundation structure is different from the first foundation structure and the second foundation structure in the base aspheric surface serving as a reference.
  • the second optical path difference providing structure is a structure in which the first basic structure and the fourth basic structure are superimposed as shown as MD in FIG. The structure is superimposed.
  • the level difference in the optical axis direction of the fourth basic structure gives an optical path difference of about 5 wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and an optical path difference of about 3 wavelengths of the second wavelength to the second light flux.
  • the fourth foundation structure is different from the first foundation structure in a base aspheric surface serving as a reference.
  • the 3rd foundation structure in a 1st optical path difference providing structure and the 4th foundation structure in a 2nd optical path difference providing structure are provided continuously.
  • the depth of the third basic structure in the first optical path difference providing structure increases as the distance from the optical axis increases. From the boundary between the first optical path difference providing structure and the second optical path difference providing structure, this time, the fourth basic structure in the optical path difference providing structure has a structure in which the depth decreases as the distance from the optical axis increases.
  • the third optical path difference providing structure has a structure having only the fourth basic structure, as shown as OT in FIG. 8, and has a shape having only one type of sawtooth-like diffractive structure. It has become.
  • the fourth basic structure in the third optical path difference providing structure enters the inside of the optical element as it moves away from the optical axis in the direction orthogonal to the optical axis, and as it moves away from the optical axis, at a certain point, It is not a structure that goes outward.
  • Tables 10 to 13 below show lens data of Example 4.
  • 9A, 9B, and 9C show longitudinal spherical aberration diagrams of Example 4.
  • FIG. 1.0 on the vertical axis of the longitudinal spherical aberration diagram represents NA 0.85 or ⁇ 3.74 mm in BD, and a value slightly larger than NA 0.6 or slightly larger than 2.70 mm in DVD.
  • CD a value slightly larger than NA 0.45 or a value slightly larger than ⁇ 2.37 mm is represented.
  • All the annular zones in the first optical path difference providing structure of Example 4 are divided into a group having a step amount of 3.62 ⁇ m to 4.23 ⁇ m and a group having a step amount of 2.22 ⁇ m to 2.56 ⁇ m.
  • ⁇ B is 405 nm.
  • ⁇ B ′ is an arbitrary value between 390 nm and 400 nm. Therefore, the step amounts of all the annular zones in the first optical path difference providing structure of Example 4 satisfy either dC or dD.
  • the pitch widths of all the annular zones in the first optical path difference providing structure are included in the range of 5.3 ⁇ m to 110 ⁇ m. Further, the value of (step difference / pitch width) of all the annular zones in the first optical path difference providing structure is 0.8 or less.
  • ⁇ SAT1 is +0.0033 WFE ⁇ rms / ° C.
  • ⁇ SAT2 is +0.0019 WFE ⁇ rms / ° C.
  • f of the objective lens at the first wavelength is 2.2 mm
  • ⁇ SAT1 / f is +0.0015 WFE ⁇ rms / (° C. mm).
  • ⁇ SAT2 / f is + 0.0009WFE ⁇ rms / (° C. mm).
  • ⁇ SA ⁇ is ⁇ 0.03 ⁇ rms / nm
  • ⁇ SA ⁇ / f is ⁇ 0.0136 ⁇ rms / (nm ⁇ mm). Note that the wavelength used is 405 nm, and the environmental temperature is 25 ° C. in the wavelength characteristics.
  • ⁇ SAT3 is +0. 0004 WFE ⁇ rms / ° C.
  • ⁇ SAT3 / f +0.0002 WFE ⁇ rms / (° C. mm).
  • the lens data of the collimator lens is shown in Table 14 below.
  • the objective lens is a single-piece polyolefin-based plastic lens.
  • a first optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the central region CN of the optical surface of the objective lens.
  • a second optical path difference providing structure is formed on the entire surface of the peripheral area MD of the optical surface.
  • a third optical path difference providing structure is provided on the entire surface of the outermost peripheral region OT of the optical surface.
  • the cross-sectional shape is a shape close to FIG.
  • the first optical path difference providing structure is a structure in which the third basic structure is superimposed in addition to the first basic structure and the second basic structure, and two types of sawtooth diffraction structures are provided. And a binary structure are superimposed on each other.
  • the second optical path difference providing structure is a structure in which the first basic structure and the fourth basic structure are overlapped, and has a shape in which two types of sawtooth diffraction structures are overlapped.
  • the third optical path difference providing structure is a structure having only the fourth basic structure, and has a shape having only one kind of sawtooth diffraction structure.
  • FIG. 1.0 on the vertical axis of the longitudinal spherical aberration diagram represents NA 0.85 or ⁇ 3.74 mm in BD, and a value slightly larger than NA 0.6 or slightly larger than ⁇ 2.71 mm in DVD.
  • CD a value slightly larger than NA 0.45 or a value slightly larger than ⁇ 2.24 mm is represented.
  • ⁇ SAT1 is +0.00308 WFE ⁇ rms / ° C.
  • ⁇ SAT2 is +0.00176 WFE ⁇ rms / ° C.
  • f of the objective lens at the first wavelength is 2.20 mm
  • ⁇ SAT1 / f is +0.0014 WFE ⁇ rms / (° C. ⁇ mm).
  • ⁇ SAT2 / f is + 0.0008WFE ⁇ rms / (° C. mm).
  • ⁇ SA ⁇ is ⁇ 0.02618 ⁇ rms / nm
  • ⁇ SA ⁇ / f is ⁇ 0.0119 ⁇ rms / (nm ⁇ mm).
  • the wavelength used is 405 nm
  • the environmental temperature in the wavelength characteristics is 25 ° C.
  • ⁇ SAT3 is +0.000198 WFE ⁇ rms / ° C.
  • ⁇ SAT3 / f is +0.00009 WFE ⁇ rms / (° C. mm).
  • optimization of the objective lens is considered for the blue-violet semiconductor laser LD1 having the largest variation in oscillation wavelength.
  • the reference wavelength of the blue-violet semiconductor laser LD1 is 405 nm
  • the objective lens formed by the first mold and the first lens is made into the first group.
  • the objective lenses are divided into 7 groups according to the specifications of the optical path difference providing structure.
  • the present invention is not limited to this.
  • the objective lenses may be divided into 3, 5 groups.
  • FIG. 15 is a perspective view of the molded objective lens OBJ.
  • a convex or concave identification mark M is formed on an annular flange F disposed around the optical surface OP of the objective lens OBJ. This can be simultaneously formed at the time of molding the objective lens OBJ by forming a corresponding concave portion or convex portion on the flange transfer surface of a mold (not shown).
  • the number of identification marks M when the number of identification marks M is one, it indicates that the objective lens belongs to the first group, and when the number of identification marks M is two, the objective lens belongs to the second group. When the number of identification marks M is 3, it indicates that the objective lens belongs to the third group, and so on.
  • the grouping method is not limited to the above. For example, different identification marks may be given to the trays and cartridges of the grouped objective lenses, or the boxes for packing them.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the method of manufacturing the optical pickup device according to the present embodiment.
  • step S101 of FIG. 16 the oscillation wavelength ⁇ 1 of an arbitrary blue-violet semiconductor laser is measured.
  • n 3
  • n 4
  • the measured oscillation wavelength ⁇ 1 is 405.5 nm or more and 406.5 nm.
  • the oscillation wavelength ⁇ 1 of the blue-violet semiconductor laser is less than 401.5 nm or 408.5 nm or more, it may be replaced with another product outside the allowable tolerance range.
  • step S103 an objective lens in the nth group is selected. Further, in step S104, the optical pickup apparatus is completed by assembling the components including the measured blue-violet semiconductor laser and the selected objective lens.
  • the optical pickup device has the first light source that emits the first light flux having the first wavelength ⁇ 1 and the second light flux that emits the second light flux having the second wavelength ⁇ 2 ( ⁇ 1 ⁇ 2).
  • the objective lens used in the common optical path of the first to third light beams has a level difference that is substantially concentrically patterned around the optical axis as in the second basic structure. It is preferable to have a binary diffraction structure that gives an optical path difference of approximately 3 ⁇ 1 to the first light flux.
  • the step of the binary diffractive structure preferably gives an optical path difference of approximately 1.8 ⁇ 2 to the second light flux, and preferably gives an optical path difference of approximately 1.5 ⁇ 3 to the third light flux.
  • the step amount (height) in the optical axis direction of the binary diffraction structure (two-step structure of peaks and valleys) is large, a portion that is not transferred (so-called transfer rounding) occurs when the diffraction structure is molded. Resulting in. That is, even if the wall surface of the mold ML is vertical as shown in FIG. 17A, the shape of the mold ML is not completely transferred to the lens LN as shown in FIG.
  • the wall surface of the lens LN is inclined.
  • the wall surface inclination angle ⁇ is usually about 30 to 45 °. Therefore, the diffraction efficiency of the binary diffractive structure is remarkably lowered, and as a result, it becomes difficult to deal with a plurality of disk media having different substrate thicknesses with high optical performance.
  • FIG. 18 shows the relationship between the optical path difference of the binary diffraction structure: the wall inclination angle ⁇ at 3 ⁇ and 5 ⁇ and the diffraction efficiency (diffraction efficiency with respect to the BD wavelength of the 0th-order diffracted light).
  • the height (level difference) is T.
  • the optical path difference: 5 ⁇ becomes wider in the region of the inclined portion, and the diffraction efficiency decreases as shown in FIG.
  • the wall inclination angle ⁇ is the same, the lower the height T, the closer to an ideal binary shape, so that the optical path difference: 3 ⁇ can suppress the lowering of the diffraction efficiency than the optical path difference: 5 ⁇ .
  • glass is a lens material having a higher viscosity than plastic, it is difficult to enter the corner of the mold ML. Therefore, it can be said that the glass lens has a greater effect of suppressing the reduction in diffraction efficiency obtained by adopting a binary diffraction structure that gives an optical path difference of approximately 3 ⁇ 1 to the first light flux.
  • the step amount T in the optical axis direction of the second basic structure gives an optical path difference of around three wavelengths of the first wavelength ⁇ 1 to the first light flux (BD and DVD are 0).
  • Next-order diffracted light and CD are calculated using first-order diffracted light. That is, the step amount (height) T in the optical axis direction here gives an optical path difference of approximately three wavelengths of the first wavelength to the first light flux, and approximately 1 of the second wavelength to the second light flux.
  • the difference in level is such that an optical path difference corresponding to .8 wavelengths is given and an optical path difference equivalent to about 1.5 wavelengths of the third wavelength is given to the third light flux.
  • the settings (pitch P, height T, etc.) are the same as those in FIG.
  • the values of wavelength ⁇ and refractive index n used in the calculation are shown in Table 1 below.
  • FIGS. 21 and 22 show the diffraction efficiency when the step amount T in the optical axis direction of the second basic structure gives an optical path difference around 5 wavelengths of the first wavelength ⁇ 1 to the first light flux.
  • the efficiency of the BD is desirably 50% or more. From FIG. 19 and the like, the optical path difference of the step amount is 2.8 ⁇ 1 to 3.2 ⁇ 1 is desirable. Next, since it is the efficiency of DVD with the highest density after BD, it is desirable that the efficiency of DVD is 40% or more. For this purpose, from FIG. 19 and the like, the optical path difference of the step amount is 2.95 ⁇ 1-3. .2 ⁇ 1 is more desirable. The efficiency of CD is desirably 30% or more, and the above range is satisfied.
  • the order of the diffracted light used is 0th order for BD, 0th order for DVD, and 1st order for CD, so the optical path difference of the step amount is an integral multiple of the wavelength for BD and DVD, and an integral multiple of the wavelength for CD + 0.5 ⁇ .
  • the optical path difference of the step amount is 3 ⁇ 1 for BD, 1.8 ⁇ 2 for DVD, and 1.5 ⁇ 3 for CD. Therefore, it is ideal for BD and CD, but it is a little away from an integer multiple for DVD. There is a reduction in efficiency. However, as shown in FIGS. 19 and 20, this is a sufficiently practical range.
  • the binary diffractive structure is not limited to CD wavelength condensing (configuration having a condensing effect on the third light beam within the effective diameter of the third light beam) as in each of the above-described embodiments, and Patent Document 2: As in the light shielding structure shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Publication No. 2005-322301, it may be used for CD wavelength diffusion (configuration having a diffusing action for flaring the third light beam outside the effective diameter of the third light beam). . By diffusing flare of the CD wavelength outside the CD effective diameter, it is possible to regulate the opening corresponding to the CD.

Abstract

　３波長互換の光ピックアップ装置は、第１波長λ１の第１光束を射出する第１半導体レーザと、第２波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する第２半導体レーザと、第３波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する第３半導体レーザとを有する。第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有するＢＤの情報の記録及び／又は再生を行い、第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有するＤＶＤの情報の記録及び／又は再生を行い、第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有するＣＤの情報の記録及び／又は再生を行う。対物レンズは、第１～第３光束の共通光路中に用いられており、光軸を中心に略同心円状にパターン化された段差で、第１光束に対して２．８λ１～３．２λ１の光路差を与えるバイナリー回折構造を有する。

Description

対物レンズ及び光ピックアップ装置
　本発明は対物レンズ及び光ピックアップ装置に関するものであり、例えば、青紫色レーザ光とその他の波長帯のレーザ光を用いて、規格の異なった複数のディスク媒体のいずれに対しても光情報の記録や再生を行うことが可能な光ピックアップ装置と、それに用いる対物レンズに関するものである。
　近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、高密度光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と適宜記載する。）を行うことのできる光ピックアップ装置が開発され、既に市販されている。高密度光ディスクの一例として、ＮＡ（Numerical　Aperture）０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるBlu-ray　Disc（以下、ＢＤともいう）では、ＤＶＤ（Digital　Versatile　Disc；ＮＡ０．６，光源波長６５０ｎｍ，記憶容量４．７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢの情報の記録が可能である。
　ところで、このＢＤに対して適切に情報の記録／再生ができるというだけでは、光ディスクプレーヤ／レコーダ（光情報記録再生装置）の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ(Compact　Disc)が販売されている現実をふまえると、ＢＤに対して情報の記録／再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているＤＶＤやＣＤに対しても同様に情報の記録／再生を適切にできるようにすることが、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、ＢＤ用の光ディスクプレーヤ／レコーダに搭載される光ピックアップ装置には、基板厚の異なる複数のディスク媒体に対する互換性、つまりＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら、適切に情報を記録／再生できる性能を有することが望まれる。
　ＢＤとＤＶＤ、更にはＣＤとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする方法として、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを、情報を記録／再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられる。しかし、複数の光学系が必要となるので小型化に不利であり、またコストも増大してしまう。
　したがって、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、ＢＤ用の光学系とＤＶＤやＣＤ用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物レンズをなるべく共通化することが光ピックアップ装置の構成の小型化・低コスト化に最も有利となる。なお、記録／再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な対物レンズを得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を対物レンズに形成する必要がある。
　特許文献１，２には、光路差付与構造としてのバイナリー型の回折構造を有し、高密度光ディスクと従来のＤＶＤ及びＣＤに対して共通に使用可能な対物レンズ、及びその対物レンズを搭載した光ピックアップ装置が記載されている。特許文献１記載の対物レンズはバイナリー回折構造を有する単レンズから成っており、特許文献２記載の対物レンズはバイナリー回折構造を有する波長選択素子と集光素子との２枚組レンズから成っている。ＢＤ用の波長をλ１とし、ＤＶＤ用の波長をλ２とし、ＣＤ用の波長をλ３とすると、特許文献１記載のバイナリー回折構造では、ＣＤ有効径内のＣＤ波長集光用のバイナリー回折構造の光路差が、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤに関して５λ１／３λ２／２．５λ３となっている。また、特許文献２記載のバイナリー回折構造では、ＣＤ有効径内のＣＤ波長集光用もＣＤ有効径外のＣＤ波長拡散用もバイナリー回折構造の光路差が、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤに関して５λ１／３λ２／２．５λ３となっている。
ＷＯ２００７／１０２３１５号公報 特開２００５－３２２３０１号公報
　しかし、特許文献１，２記載の対物レンズでは、バイナリー回折構造の高さが高いため、その回折構造を成形したときに転写しない部分が発生してしまう。したがって、従来のバイナリー回折構造を有する対物レンズには、回折効率の低下が著しいという問題がある。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い回折効率を有する回折構造で基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能な対物レンズと、それを備えた軽量・小型・高性能の光ピックアップ装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、第１の発明の対物レンズは、第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う３波長互換の光ピックアップ装置において、第１～第３光束の共通光路中に用いられる対物レンズであって、光軸を中心に略同心円状にパターン化された段差で、第１光束に対して２．８λ１～３．２λ１の光路差を与えるバイナリー回折構造を有することを特徴とする。
　第２の発明の対物レンズは、上記第１の発明において、前記バイナリー回折構造の段差が、第１光束に対して２．９５λ１～３．２λ１の光路差を与えることを特徴とする。
　第３の発明の対物レンズは、上記第１又は第２の発明において、前記バイナリー回折構造の段差が、第１光束に対して略３λ１の光路差を与えることを特徴とする。
　第４の発明の対物レンズは、上記第１～第３のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造の段差が、第２光束に対して略１．８λ２の光路差を与えることを特徴とする。
　第５の発明の対物レンズは、上記第１～第４のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造の段差が、第３光束に対して略１．５λ３の光路差を与えることを特徴とする。
　第６の発明の対物レンズは、上記第１～第５のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造が、第３光束の有効径内で第３光束に対する集光作用を有することを特徴とする。
　第７の発明の対物レンズは、上記第１～第６のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造が、第３光束の有効径外で第３光束をフレア化するための拡散作用を有することを特徴とする。
　第８の発明の対物レンズは、上記第１～第７のいずれか１つの発明において、前記第１光ディスクがＢｌｕ－ｒａｙディスクであり、前記第２光ディスクがＤＶＤであり、前記第３光ディスクがＣＤであることを特徴とする。
　第９の発明の対物レンズは、上記第１～第８のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造が、第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする。
　第１０の発明の対物レンズは、上記第１～第９のいずれか１つの発明において、第１波長λ１は３５０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下であり、第２波長λ２は５７０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であり、第３波長λ３は７５０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
　第１１の発明の対物レンズは、上記第１～第１０のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造がガラスから成ることを特徴とする。
　第１２の発明の対物レンズは、上記第１～第１１のいずれか１つの発明において、前記バイナリー回折構造の段差量をＴとし、前記バイナリー回折構造を構成する材料の屈折率をｎとすると、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
（ｎ－１）Ｔ≒３λ１
　第１３の発明の光ピックアップ装置は、第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う３波長互換の光ピックアップ装置であって、上記第１～第１２のいずれか１つの発明に係る対物レンズを備えたことを特徴とする。
　本発明の対物レンズによれば、光軸を中心に略同心円状にパターン化された段差で、第１光束に対して２．８λ１～３．２λ１の光路差を与えるバイナリー回折構造を有する構成になっているため、高い回折効率を有する回折構造で基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応可能である。そして、本発明に係る対物レンズを備えることにより、光ピックアップ装置の軽量化・小型化・高性能化を達成することができる。
本発明に係る対物レンズＯＢＪの一例を、光軸方向から見た図である。 本発明に係る対物レンズＯＢＪに設けられる光路差付与構造の幾つかの例（ａ）～（ｄ）を模式的に示す断面図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。 本発明に係る対物レンズＯＢＪの一例を模式的に示す断面図である。 本発明に係る実施例１のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）～（ｃ）である。 本発明に係る実施例２のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）～（ｃ）である。 本発明に係る実施例３のＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）～（ｃ）である。 本発明に係る実施例４の対物レンズの光路差付与構造を模式的に示す断面図である。 本発明に係る実施例４のＢＤ、ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）～（ｃ）である。 本発明に係るスポットの形状を示した図である。 本発明に係る実施例５のＢＤ、ＤＶＤ，ＣＤに関する縦球面収差図（ａ）～（ｃ）である。 光路差付与構造の一例の段差量を示す図である。 ピッチ幅の一例を示す図である。 本発明に係る光路差付与構造の設計方法を説明するための図（ａ）～（ｄ）である。 成形された対物レンズＯＢＪの斜視図である。 光ピックアップ装置の製造方法の一例を示すフローチャート図である。 バイナリー回折構造を成形したときに生じる壁面の傾斜を示す説明図である。 壁面傾斜角度θと回折効率の関係を示すグラフである。 壁面傾斜角度θ＝３０°での回折構造高さ（３λ１前後）と回折効率の関係を示すグラフである。 壁面傾斜角度θ＝４５°での回折構造高さ（３λ１前後）と回折効率の関係を示すグラフである。 壁面傾斜角度θ＝３０°での回折構造高さ（５λ１前後）と回折効率の関係を示すグラフである。 壁面傾斜角度θ＝４５°での回折構造高さ（５λ１前後）と回折効率の関係を示すグラフである。
　以下、本発明に係る対物レンズ及び光ピックアップ装置の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
　本発明に係る光ピックアップ装置は、第１光源、第２光源、第３光源の少なくとも３つの光源を有する。さらに、本発明の光ピックアップ装置は、第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光させるための集光光学系を有する。また、本発明の光ピックアップ装置は、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有する。
　第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクがＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
　本明細書において、ＢＤとは、波長３９０～４１５ｎｍ程度の光束、ＮＡ０．８～０．９程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．０５～０．１２５ｍｍ程度であるＢＤ系列光ディスクの総称であり、単一の情報記録層のみ有するＢＤや、２層の情報記録層を有するＢＤ等を含むものである。更に、本明細書においては、ＤＶＤとは、ＮＡ０．６０～０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度であるＤＶＤ系列光ディスクの総称であり、ＤＶＤ－ＲＯＭ，ＤＶＤ－Ｖｉｄｅｏ，ＤＶＤ－Ａｕｄｉｏ，ＤＶＤ－ＲＡＭ，ＤＶＤ－Ｒ，ＤＶＤ－ＲＷ，ＤＶＤ＋Ｒ，ＤＶＤ＋ＲＷ等を含む。また、本明細書においては、ＣＤとは、ＮＡ０．４５～０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度であるＣＤ系列光ディスクの総称であり、ＣＤ－ＲＯＭ，ＣＤ－Ａｕｄｉｏ，ＣＤ－Ｖｉｄｅｏ，ＣＤ－Ｒ，ＣＤ－ＲＷ等を含む。なお、記録密度については、ＢＤの記録密度が最も高く、次いでＤＶＤ，ＣＤの順に低くなる。
　保護基板の厚さ（基板厚）ｔ１，ｔ２，ｔ３に関しては、以下の条件式を満たすことが好ましいが、これに限られない。なお、ここで言う、保護基板の厚さとは、光ディスク表面に設けられた保護基板の厚さのことである。即ち、光ディスク表面から、表面に最も近い情報記録面までの保護基板の厚さのことをいう。
０．０５０ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ
　本明細書において、第１光源、第２光源、第３光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ，シリコンレーザ等を用いることができる。第１光源から出射される第１光束の第１波長λ１は、第２光源から出射される第２光束の第２波長λ２より短く、その第２波長λ２は、第３光源から出射される第３光束の第３波長λ３より短い。
　また、第１光ディスク，第２光ディスク，第３光ディスクとして、ＢＤ，ＤＶＤ及びＣＤがそれぞれ用いられる場合、第１光源の第１波長λ１は、好ましくは３５０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下、より好ましくは３９０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下であって、第２光源の第２波長λ２は、好ましくは５７０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下であって、第３光源の第３波長λ３は、好ましくは７５０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下、より好ましくは７６０ｎｍ以上８２０ｎｍ以下である。
　また、第１光源，第２光源，第３光源のうち、少なくとも２つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１光源と第２光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいう。また、光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。
　受光素子としては、フォトダイオード等の光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることができる。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
　集光光学系は、対物レンズを有する。集光光学系は、対物レンズの他にコリメータ等のカップリングレンズを有していることが好ましい。カップリングレンズとは、対物レンズと光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメータは、カップリングレンズの一種で、コリメータに入射した光を平行光にして出射するレンズである。本明細書において、対物レンズとは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。対物レンズは、単玉のレンズであることが好ましい。また、対物レンズは、ガラスレンズであってもプラスチックレンズであっても、又は、ガラスレンズの上に光硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、又は熱硬化性樹脂等で光路差付与構造を設けたハイブリッドレンズであってもよい。また、対物レンズは、屈折面が非球面であることが好ましい。また、対物レンズは、光路差付与構造が設けられるベース面が非球面であることが好ましい。
　また、対物レンズをガラスレンズとする場合は、ガラス転移点Ｔｇが４５０℃以下、更に好ましくは４００℃以下であるガラス材料を使用することが好ましい。ガラス転移点Ｔｇが４５０℃以下であるガラス材料を使用することにより、比較的低温での成形が可能となるので、金型の寿命を延ばすことができる。このようなガラス転移点Ｔｇが低いガラス材料としては、例えば（株）住田光学ガラス製のＫ－ＰＧ３２５や、Ｋ－ＰＧ３７５（共に製品名）がある。
　ところで、ガラスレンズは一般的に樹脂レンズよりも比重が大きいため、対物レンズをガラスレンズとすると、重量が大きくなり対物レンズを駆動するアクチュエータに負担がかかる。そのため、対物レンズをガラスレンズとする場合には、比重が小さいガラス材料を使用するのが好ましい。具体的には、比重が４．０以下であるのが好ましく、更に好ましくは比重が３．０以下であるものである。
　また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合は、環状オレフィン系の樹脂材料等の脂環式炭化水素系重合体材料を使用するのが好ましい。また、当該樹脂材料は、波長４０５ｎｍに対する温度２５℃での屈折率が１．５４乃至１．６０の範囲内であって、－５℃から７０℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長４０５ｎｍに対する屈折率変化率ｄＮ／ｄＴ（℃－１）が－２０×１０-5乃至－５×１０-5（より好ましくは、－１０×１０-5乃至－８×１０-5）の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物レンズをプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。また、対物レンズを構成する材料のアッベ数は、５０以上であることが好ましい。
　対物レンズについて、以下に記載する。対物レンズの少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有する。更に好ましくは、対物レンズの少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有する。最周辺領域を設けることにより、高ＮＡの光ディスクに対する記録及び／又は再生をより適切に行うことが可能となる。中央領域は、対物レンズの光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図１に示されるように、中央領域ＣＮ、周辺領域ＭＤ、最周辺領域ＯＴは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物レンズの中央領域には第１光路差付与構造が設けられ、周辺領域には第２光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に第３光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。
　第１光路差付与構造は、対物レンズの中央領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第１光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第２光路差付与構造は、対物レンズの周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第２光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。第３光路差付与構造は、対物レンズの最周辺領域の面積の７０％以上の領域に設けられていることが好ましく、９０％以上がより好ましい。より好ましくは、第３光路差付与構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。
　なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び／又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。
　光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、様々な断面形状（光軸を含む面での断面形状）をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図２（ａ）に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図２（ａ）のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。したがって、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。また、段差の向きの異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳することによって、図２（ｂ）に示すようなバイナリ構造の光路差付与構造を得ることも可能である。本明細書の第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよいし、鋸歯状の光路差付与構造を重畳してできるバイナリ構造の光路差付与構造に、さらに鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図２（ｃ）は鋸歯状の構造とバイナリ構造を重畳した構造であり、図２（ｄ）は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。
　また、対物レンズの中央領域に設けられる第１光路差付与構造と、対物レンズの周辺領域に設けられる第２光路差付与構造は、対物レンズの異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第１光路差付与構造及び第２光路差付与構造は、対物レンズの光ディスク側の面よりも、対物レンズの光源側の面に設けられることが好ましい。
　対物レンズは、対物レンズの第１光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第１光束、第２光束及び第３光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物レンズは、対物レンズの第１光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物レンズは、対物レンズの第１光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。さらに、対物レンズは、対物レンズの第１光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第３光束を、第３光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２が異なる場合、第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差及び／又は第１光束と第２光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第１光路差付与構造は、第１光路差付与構造を通過した第１光束及び第３光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第３光ディスクの保護基板の厚さｔ３との違いにより発生する球面収差及び／又は第１光束と第３光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
　また、対物レンズの第１光路差付与構造を通過した第３光束によって、第３光束が形成するスポットのスポット径が最も小さくなる第１ベストフォーカスと、第３光束が形成するスポットのスポット径が第１ベストフォーカスの次に小さくなる第２ベストフォーカスとが形成される。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すものとする。つまり、第３光束によって、第１ベストフォーカス及び第２ベストフォーカスが形成されるということは、第３光束において、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる点が、少なくとも２点存在するということである。なお、第１光路差付与構造を通過した第３光束において、光量が最大となる回折光が第１ベストフォーカスを形成し、光量が次に大きな回折光が第２ベストフォーカスを形成することが好ましい。また、第１ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第２ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が２０％以下である場合に、本発明の効果がより顕著となる。
　なお、第１ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられ、第２ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットは、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられないことが好ましいが、第１ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、第２ベストフォーカスにおいて第３光束が形成するスポットが、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第１光路差付与構造が、対物レンズの光源側の面に設けられている場合、第２ベストフォーカスの方が、第１ベストフォーカスに比して対物レンズに近い方が好ましい。
　さらに、第１ベストフォーカスと第２ベストフォーカスは、下記の式（１）を満たす。
０．０５≦Ｌ／ｆ≦０．３５　…（１）
　ただし、ｆ［ｍｍ］は第１光路差付与構造を通過し、第１ベストフォーカスを形成する第３光束の焦点距離を指し、Ｌ［ｍｍ］は第１ベストフォーカスと第２ベストフォーカスの間の距離を指す。
　なお、下記の式（１’）を満たすことがより好ましい。
０．１０≦Ｌ／ｆ≦０．２５　…（１’）
　更に好ましくは、下記の式（１’’）を満たすことである。
０．１１≦Ｌ／ｆ≦０．２４　…（１’’）
　また、Ｌは、０．１８ｍｍ以上０．６３ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、ｆは、１．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
　上記構成により、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に、第３光束のうち第３光ディスクの記録及び／又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第３光ディスクの記録及び／又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。
　また、対物レンズは、対物レンズの第２光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第１光束及び第２光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物レンズは、対物レンズの第２光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、対物レンズは、対物レンズの第２光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第２光束を、第２光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２が異なる場合、第２光路差付与構造は、第２光路差付与構造を通過する第１光束及び第２光束に対して、第１光ディスクの保護基板の厚さｔ１と第２光ディスクの保護基板の厚さｔ２の違いにより発生する球面収差及び／又は第１光束と第２光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
　また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第３光束が、第３光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物レンズの第２光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図１０に示すように、対物レンズを通過した第３光束が第３光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側（又はスポット中心部）から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部ＳＣＮ、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部ＳＭＤ、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部ＳＯＴを有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び／又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び／又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。つまり、対物レンズの周辺領域に設けられた第２光路差付与構造を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。なお、ここでいう第３光束の集光スポット又はスポットは、第１ベストフォーカスにおけるスポットであることが好ましい。また、対物レンズを通過した第２光束においても、第２光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。
　また、第２光路差付与構造は、第２光路差付与構造を通過した第１光束及び第２光束に対して、第１光源又は第２光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正することが好ましい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第１光束が波長λ１より±５ｎｍ変化した際に、第２光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第１光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。また、第２光束が波長λ２より±５ｎｍ変化した際に、第２光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第２光束の球面収差の変動を補償し、第２光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．００２λ２ｒｍｓ以上、０．０３λ２ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。これにより、光源であるレーザの波長の製造誤差や個体差による波長のバラつきに起因する収差を補正することができる。
　対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズは、対物レンズの最周辺領域を通過する第１光束を、第１光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光する。また、最周辺領域を通過した第１光束において、第１光ディスクの記録及び／又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。
　また、好ましい態様として、最周辺領域を通過した第２光束は、第２光ディスクの記録及び／又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの記録及び／又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第２光束及び第３光束が、それぞれ第２光ディスク及び第３光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズの最周辺領域を通過する第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物レンズの最周辺領域を通過した第３光束は、第３光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物レンズが最周辺領域を有する場合、対物レンズの最周辺領域を通過する第２光束は、第２光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物レンズの最周辺領域を通過した第２光束は、第２光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
　最周辺領域が第３光路差付与構造を有する場合、第３光路差付与構造が、第３光路差付与構造を通過した第１光束に対して、第１光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム（色球面収差）を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±１０ｎｍ以内の変動を指す。例えば、第１光束が波長λ１より±５ｎｍ変化した際に、第３光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第１光束の球面収差の変動を補償し、第１光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が０．０１０λ１ｒｍｓ以上、０．０９５λ１ｒｍｓ以下となるようにすることが好ましい。
　なお、第１光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造を重畳してなる構成であってもよい。また、第２光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造と、より荒い（ピッチの大きい）鋸歯状の回折構造を重畳してなる構成であってもよい。第１光路差付与構造又は第２光路差付与構造が当該重畳構造の場合、当該鋸歯状の回折構造（第２光路差付与構造の場合、荒くない（ピッチの小さい）方の回折構造）については、第１光束の第１波長λ１の偶数倍相当の光路差を第１光束に付与するようにし、それにより第１光束は波面の位相に変化を生じないようにしてもよい。更に、第３光束の第３波長λ３が、第１光束の第１波長のほぼ偶数倍の波長であるときは、整数倍の光路差を第３光束に付与されることになり、同様に第３光束の波面の位相に変化を生じないことになる。この様な構成により、第１光束と第３光束は、当該回折構造によって集光に影響を及ぼされることがないという利点がある。なお、偶数倍相当とは、ｎを自然数とした場合、（２ｎ－０．１）×λ１以上、（２ｎ＋０．１）×λ１以下の範囲を言う。
　なお、第１光路差付与構造は、少なくとも第１基礎構造と第２基礎構造とを重ね合わせた構造としてもよい。
　第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第１光束及び第３光束を、波面が略そろった状態で射出し、第１基礎構造を通過した第２光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第１基礎構造は、第１基礎構造を通過した第２光束の回折角を、第１光束及び第３光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。また、第１基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。
　また、第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束の０次（透過光）の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の０次（透過光）の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第１光束及び第２光束を、波面が略そろった状態で射出し、第ニ基礎構造を通過した第３光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第２基礎構造は、第２基礎構造を通過した第３光束の回折角を、第１光束及び第２光束の回折角と異ならせる光路差付与構造であることが好ましい。また、第２基礎構造の光軸方向の段差量（高さ）は、第１光束に対して第１波長の略３波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．８波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１．５波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。さらに、第２基礎構造の形状は、例えば図２（ｂ）に示すようなバイナリ状の形状であることが好ましい。
　また、第２光路差付与構造は、少なくとも第１基礎構造、第５基礎構造又は第６基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。なお、第２光路差付与構造は、第１基礎構造、第５基礎構造及び第６基礎構造のうち２つ以上を重畳させる構成ではないことが好ましい。第２光路差付与構造が、少なくとも第１基礎構造を有する場合、第１光路差付与構造と同一の基礎構造を有するので、設計を行いやすくなるため、好ましい。
　第５基礎構造は、第５基礎構造を通過した第１光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第５基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略０．６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略０．５波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。
　第６基礎構造は、第６基礎構造を通過した第１光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第６基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略３波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．９波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１．６波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。
　対物レンズが、プラスチックレンズである場合、第１光路差付与構造は、三種類の基礎構造を重ね合わせた三重の重畳構造とすることが好ましい。より具体的には、第１基礎構造と第２基礎構造とに加えて、第３基礎構造、第４基礎構造、又は第７基礎構造を重ね合わせた、三重の重畳構造とすることが好ましい。更に好ましくは、第１基礎構造と第２基礎構造に加えて、第３基礎構造を重ね合わせた構造である。なお、第３基礎構造は、第３基礎構造を通過した第１光束の１０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の６次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。
　第３基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。また、第４基礎構造は、第４基礎構造を通過した第１光束の５次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の３次及び２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。なお、第３光束において３次の回折光量の方が、２次の回折光量よりも若干大きいことが好ましい。
　第４基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２．５波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。第７基礎構造は、第７基礎構造を通過した第１光束の２次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第７基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量であることが好ましい。また、第３基礎構造、第４基礎構造及び第７基礎構造は、温度が上昇し、第１光源、第２光源及び第３光源の波長が伸びた際に、球面収差をアンダーにする機能を有しており、これによって、温度上昇時のプラスチックの屈折率低下に伴う、球面収差のオーバーを補償することができ、良好な球面収差を得ることが可能となる。なお、第３基礎構造に比べて、第４基礎構造や第７基礎構造の方が、段差の深さを浅くすることができる。
　また、第３基礎構造、第４基礎構造及び第７基礎構造は、第１基礎構造、第２基礎構造、第５基礎構造及び第６基礎構造と異なる母非球面（ベース面）に設けられていることが好ましい。第３基礎構造、第４基礎構造及び第７基礎構造は、入射した光束に対して上述した光路差を与えつつ、第３基礎構造、第４基礎構造及び第７基礎構造が、できるだけ入射した光束の向きに影響を与えないように設定された母非球面（ベース面）に設けられていることが好ましい。更には、第３基礎構造、第４基礎構造及び第７基礎構造は、光軸と直交する方向に光軸から離れるにつれて、光学素子の内側に入り込んでいき、あるところを境に、光軸から離れるにつれて、光学素子の外側へと向かうような構造であることが好ましい（つまり、段々深くなっていき、あるところを境に浅くなる構造であることが好ましい。）。
　また、対物レンズが、プラスチックレンズである場合、第２光路差付与構造は、第１基礎構造、第５基礎構造又は第６基礎構造のいずれか一つに加えて、第３基礎構造、第４基礎構造又は第７基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第１基礎構造と第４基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。
　さらに、対物レンズがプラスチックレンズである場合、第３光路差付与構造を有する最周辺領域を有することが好ましい。この場合、第３光路差付与構造は、少なくとも第３基礎構造、第４基礎構造又は第７基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。好ましくは、第４基礎構造を有する構造である。
　したがって、対物レンズがプラスチックレンズである場合、第１光路差付与構造は、三種類の基礎構造を重ね合わせた三重の重畳構造とし、第２光路差付与構造は、二種類の基礎構造を重ね合わせた二重の重畳構造とし、第３光路差付与構造は、一種の基礎構造のみを有する態様が、好ましい態様の一つである。
　ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤに関して、回折次数の違いによる各基礎構造の分類を以下に示す。
［１］第１基礎構造　鋸歯状　　２次／１次／１次
［２］第２基礎構造　バイナリ　０次／０次／１次
［３］第３基礎構造　鋸歯状　　１０次／６次／５次
［４］第４基礎構造　鋸歯状　　５次／３次／３次及び２次
［５］第５基礎構造　鋸歯状　　１次／１次／１次
［６］第６基礎構造　鋸歯状　　３次／２次／２次
［７］第７基礎構造　鋸歯状　　２次／１次／１次
　中心領域ＣＮ＝第１光路差付与構造の場合、少なくとも［１］＋［２］を重ね合わせる重畳構造とするのが好ましい。対物レンズがプラスチックレンズである場合は、これに加えて［３］，［４］，［７］のいずれかを重ね合わせることが好ましく、［１］＋［２］＋［３］の基礎構造を重ね合わせた三重の重畳構造が更に好ましい。
　周辺領域ＭＤ＝第２光路差付与構造の場合、少なくとも［１］，［５］，［６］のいずれかを重ね合わせる重畳構造とするのが好ましい。対物レンズがプラスチックレンズである場合は、これに加えて［３］，［４］，［７］のいずれかを重ね合わせることが好ましく、［１］＋［４］の基礎構造を重ね合わせた二重の重畳構造が更に好ましい。
　最周辺領域ＯＴ＝第３光路差付与構造の場合、対物レンズがプラスチックレンズであるとき、［３］，［４］，［７］のいずれかの基礎構造を有することが好ましい。
　次に、対物レンズが、ガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造のみを重ね合わせた構造であることが好ましい。
　また、対物レンズが、ガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、第２光路差付与構造は、第１基礎構造、第５基礎構造又は第６基礎構造のいずれか一つに加えて、第３基礎構造又は第４基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第１基礎構造と第４基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。
　さらに、対物レンズがガラスレンズやアサーマル樹脂からなるレンズである場合、屈折面である最周辺領域を有することが好ましい。
　また、対物レンズがプラスチックレンズである場合、第１光路差付与構造は段差を有する同心円状の輪帯構造であり、第１光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有することが好ましい。
０．９・｛１５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．５・｛１５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（１７）
０．９・｛５λＢ／（ｎ－１）＋２λＢ’／（ｎ’－１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ－１）＋２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（１８）
０．９・５λＢ／（ｎ－１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．５・５λＢ／（ｎ－１）　…（１９）
０．９・｛５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．５・｛５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（２０）
　なお、上記式（１７）は、下の式（１７）’であることが好ましい。
０．９５・｛１５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝＜ｄＡ（μｍ）＜１．４・｛１５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（１７’）
　また、上記式（１７）は、下の式（１７）’’であることがさらに好ましい。
１．０・｛１５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝≦ｄＡ（μｍ）＜１．３・｛１５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（１７’’）
　なお、上記式（１８）は、下の式（１８’）であることが好ましい。
０．９５・｛５λＢ／（ｎ－１）＋２λＢ’／（ｎ’－１）｝＜ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ－１）＋２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（１８’）
　また、上記式（１８）は、下の式（１８’’）であることがさらに好ましい。
１．０・｛５λＢ／（ｎ－１）＋２λＢ’／（ｎ’－１）｝≦ｄＢ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ－１）＋２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（１８’’）
　なお、上記式（１９）は、下の式（１９）’であることが好ましい。
０．９５・５λＢ／（ｎ－１）＜ｄＣ（μｍ）＜１．４・５λＢ／（ｎ－１）　…（１９’）
　また、上記式（１９）は、下の式（１９）’’であることがさらに好ましい。
　１．０・５λＢ／（ｎ－１）≦ｄＣ（μｍ）＜１．３・５λＢ／（ｎ－１）　…（１９’’）
　なお、上記式（２０）は、下の式（２０’）であることが好ましい。
０．９５・｛５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝＜ｄＤ（μｍ）＜１．４・｛５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（２０’）
　また、上記式（２０）は、下の式（２０）’’であることがさらに好ましい。
１．０・｛５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝≦ｄＤ（μｍ）＜１．３・｛５λＢ／（ｎ－１）―２λＢ’／（ｎ’－１）｝　…（２０’’）
　ただし、λＢは第１光束の設計波長（μｍ）を表す。λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４１０（μｍ）以下の任意の値を表す。ｎは波長λＢにおける光学素子の屈折率を表す。ｎ’は波長λＢ’における光学素子の屈折率を表す。
　なお、便宜上、λＢは、設計波長がわからない場合、光ピックアップ装置に搭載されている第１光源の波長（μｍ）、即ち、使用波長と同一であるとみなしてもよい。また、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４０５（μｍ）以下の任意の値であることが好ましい。更に好ましくは、λＢ’は０．３９０（μｍ）以上、０．４００（μｍ）以下の任意の値である。
　なお、段差量とは、光路差付与構造の段差の光軸方向の長さをいう。例えば光路差付与構造が図１２で示すような構造である場合、段差量とは、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４のそれぞれの長さをいう。「第１光路差付与構造の段差量は、以下のｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのうち、少なくとも２種類の段差量を有する」とは、第１光路差付与構造の全ての段差の中の少なくとも１つの段差ｘの段差量がｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのいずれか１つを満たし、少なくとも他の一つの段差ｙの段差量がｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤのいずれかであって、段差ｘとは異なるものを満たしていることをいう。
　第１光路差付与構造の全ての段差において、ｄＡ，ｄＢ，ｄＣ，ｄＤ以外の段差量は有さないことが好ましい。また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点から、段差の段差量は大きすぎない方が好ましい。したがって、第１光路差付与構造の全ての段差において、ｄＣとｄＤ以外の段差量は有さないことが更に好ましい。
　また、本発明に係る光学素子を設計する場合、以下のような方法で設計することが考えられる。まず輪帯状の構造を有する光路差付与構造である基礎構造を設計する。次に、当該基礎構造とは、或る光束に対して回折光率が最大となる回折次数が異なる輪帯状の構造を有する別の基礎構造を設計する。そして、これらの２つ（３つ以上であってもよい）の基礎構造を重ねあわせ、第１光路差付与構造又は第２光路差付与構造を設計する方法である。この様な方法で設計する場合、ピッチ幅が小さな輪帯が発生する可能性がある。例えば、図１４（ａ）に示すような基礎構造と図１４（ｂ）に示すような基礎構造とを重ね合わせると、図１４（ｃ）のような光路差付与構造が得られる。しかしながら、図１４（ｃ）でＷａとして示されているようにピッチ幅が小さい輪帯が発生してしまうことになる。なお、ピッチ幅とは、輪帯構造の、光学素子の光軸と直交方向の幅をいう。例えば、光路差付与構造が図１２で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４のそれぞれの長さをいう。また、光路差付与構造が図１３で示すような構造である場合、ピッチ幅とは、ｗ５，ｗ６，ｗ７，ｗ８，ｗ９のそれぞれの長さをいう。
　本発明者は、鋭意研究の結果、このＷａが５μｍ以下の輪帯であれば、この輪帯を削ったり、埋めてしまっても、光学性能に大きな影響を及ぼさないことを見出した。つまり、図１４（ｃ）において、Ｗａが５μｍ以下である場合、図１４（ｄ）に示すように、この小さなピッチ幅の輪帯を削っても、光学性能に大きな影響を及ぼすことはない。
　また、金型の製造を容易にしたり、金型の転写性を良好にする観点からは、段差のピッチ幅は小さすぎない方が好ましい。したがって、複数の基礎構造を重ねあわせて基礎となる光路差付与構造を設計した際に、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が発生する場合、そのようなピッチ幅が５μｍ以下の輪帯を除去して、最終的な光路差付与構造を得ることが好ましい。ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凸状である場合は、輪帯を削ることにより除去すればよく、ピッチ幅が５μｍ以下の輪帯が凹状である場合は、輪帯を埋めることにより除去すればよい。
　したがって、少なくとも第１光路差付与構造のピッチ幅は全て５μｍより大きいことが好ましい。好ましくは、第１光路差付与構造、第２光路差付与構造及び第３光路差付与構造の全てのピッチ幅が５μｍより大きいことである。
　また、前述したように、段差量は大きすぎない方が好ましい。本発明者は、鋭意研究の結果、以下のことを発見した。基礎構造を複数重ね合わせて得た基礎となる光路差付与構造のある輪帯の段差量が基準の値より高い場合、輪帯の段差量を１０・λＢ／（ｎ－１）（μｍ）だけ低くすることにより、光学性能に影響を及ぼすことなく、大きすぎる段差量を減らすことが可能となる。なお、基準の値としては、任意の値を設定することができるが、１０・λＢ／（ｎ－１）（μｍ）を基準値とすることが好ましい。
　また、細長い輪帯が少ない方が製造上好ましいという観点から、第１光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下であることが好ましく、更に好ましくは０．８以下であることである。更に好ましくは、全ての光路差付与構造の全ての輪帯において、（段差量／ピッチ幅）の値が、１以下であることが好ましく、更に好ましくは０．８以下であることである。
　第１光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ２（ＮＡ１≧ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して情報を再生及び／又は記録するために必要な対物レンズの像側開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であることか、又は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。
　対物レンズの中央領域と周辺領域の境界は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの中央領域と周辺領域の境界が、ＮＡ３に相当する部分に形成されていることである。また、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界は、第２光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１５・ＮＡ２以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの周辺領域と最周辺領域の境界が、ＮＡ２に相当する部分に形成されていることである。対物レンズの最外周の外側の境界は、第１光束の使用時において、０．９・ＮＡ１以上、１．２ＮＡ１以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ１以上、１．１５・ＮＡ１以下）の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物レンズの最外周の外側の境界が、ＮＡ１に相当する部分に形成されていることである。
　対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも１箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第３光束の使用時において、０．９・ＮＡ３以上、１．２・ＮＡ３以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ３以上、１．１５・ＮＡ３以下）の範囲に存在することが好ましい。また、対物レンズを通過した第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合にも、球面収差が少なくとも一箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、第２光束の使用時において、０．９・ＮＡ２以上、１．２・ＮＡ２以下（より好ましくは、０．９５・ＮＡ２以上、１．１・ＮＡ２以下）の範囲に存在することが好ましい。
　また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物レンズを通過した第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０２μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ＮＡ２では、縦球面収差の絶対値が０．０８μｍ以上であって、ＮＡ３では縦球面収差の絶対値が０．０１μｍ以下である。また、対物レンズを通過した第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、ＮＡ１では、縦球面収差の絶対値が０．０３μｍ以上であって、ＮＡ２では縦球面収差の絶対値が０．００５μｍ以下であることが好ましい。
　また、回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第１光ディスクに対して記録及び再生を行い、第２、第３光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び／又は周辺領域の回折効率を第１光束を重視して設定するのが好ましい。一方、第１光ディスクに対して再生のみを行い、第２、第３光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率を、第２、第３光束を重視して設定し、周辺領域の回折効率を第２光束を重視して設定するのが好ましい。
　何れの場合でも、下記条件式（１１）を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第１光束の回折効率を高く確保することが可能となる。
η１１≦η２１　…（１１）
　ただし、η１１は中央領域における第１光束の回折効率を表し、η２１は周辺領域における第１光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第２、第３波長の光束重視とした場合には、中央領域の第１光束の回折効率は低くなるが、第１光ディスクの開口数が第３光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第１光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
　なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
　（１）同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第１及び第２光路差付与構造が形成されない対物レンズの透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
　（２）第１及び第２光路差付与構造を有する対物レンズの透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
　（３）上記（２）の結果を（１）の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
　また、第１光路差付与構造を通過した第３光束において、最大の光量となる回折次数の回折光の光量と、次に大きな光量となる回折次数の回折光の光量の差、即ち、第１ベストフォーカスを形成する回折光の光量と、第２ベストフォーカスを形成する回折光の光量の差が、０％以上、２０％以下である場合、特に第３光ディスクにおけるトラッキング特性を良好に保つことが困難であるが、本発明に係る形態は、そのような状況においても、トラッキング特性を良好にすることを可能とする。
　第１光束、第２光束及び第３光束は、平行光として対物レンズに入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物レンズに入射してもよい。好ましくは、第１光束が対物レンズに入射する時の、対物レンズの倍率ｍ１が、下記の式（２）を満たすことである。
－０．０２＜ｍ１＜０．０２　…（２）
　一方で、第１光束を発散光として対物レンズに入射する場合、第１光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの倍率ｍ１が、下記の式（２’）を満たすことが好ましい。
－０．１０＜ｍ１＜０．００　…（２’）
　また、第２光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射する時の、対物レンズの倍率ｍ２が、下記の式（３）を満たすことが好ましい。
－０．０２＜ｍ２＜０．０２　…（３）
　一方で、第２光束を発散光として対物レンズに入射させる場合、第２光束が対物レンズへ入射するときの対物レンズの倍率ｍ２が、下記の式（３’）を満たすことが好ましい。
－０．１０＜ｍ２＜０．００　…（３’）
　また、第３光束を平行光又は略平行光として対物レンズに入射させる場合、第３光束の対物レンズへの入射光束の倍率ｍ３が、下記の式（４）を満たすことが好ましい。第３光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第３光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、３つの異なる光ディスクに対して記録及び／又は再生を適切に行うことを可能とする。
－０．０２＜ｍ３＜０．０２　…（４）
　一方で、第３光束を発散光として対物レンズに入射させる場合、第３光束が対物レンズへ入射する時の対物レンズの倍率ｍ３が、下記の式（５）を満たすことが好ましい。
－０．１０＜ｍ３＜０．００　…（５）
　また、対物レンズを単玉のプラスチックレンズとする場合、波長特性を多少犠牲にしても、温度特性を良好にすることが好ましい。特に、波長特性と温度特性で良好なバランスを保つことが好ましい。さらに好ましくは、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の温度特性を良好にすることである。この様な特性を満たすために、下記の条件式（１２）及び（１３）を満たすことが好ましい。
＋０．０００４５≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００２７　…（１２）
－０．０４５≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦－０．００４５　…（１３）
　ただし、δＳＡＴ１は、使用波長（この場合、温度変化に伴う波長変動がないとする）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物レンズのδＳＡ３／δＴを表す。使用波長とは、対物レンズを有する光ピックアップ装置で用いられている光源の波長をいう。好ましくは、使用波長は、４００ｎｍ以上、４１５ｎｍ以下の範囲の波長であって、対物レンズを介して、第１光ディスクの記録及び／又は再生を行うことができる波長である。使用波長を上述のように設定できない場合は、４０５ｎｍを使用波長として、対物レンズのδＳＡＴ１及び後述するδＳＡＴ２、δＳＡＴ３を求めてもよい。即ち、δＳＡＴ１は、使用波長（波長変動なし）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物レンズの３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。なお、ＷＦＥは、３次球面収差が波面収差で表現されていることを示している。また、δＳＡλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のδＳＡ３／δλを表す。即ち、δＳＡλは、環境温度一定の状況下で、使用波長における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物レンズの３次球面収差の波長変化率（波長特性）を指す。なお、環境温度は室温であることが好ましい。室温とは、１０℃以上、４０℃以下であり、好ましくは、２５℃である。ｆは、第１光束の使用波長（好ましくは４０５ｎｍ）における対物レンズの焦点距離を指す。
　より好ましくは、下記の条件式（１２’）を満たすことである。
＋０．０００９１≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１８　…（１２’）
　さらに好ましくは、下記の条件式（１２’’）を満たすことである。
＋０．００１３≦δＳＡＴ１／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１６　…（１２’’）
　好ましくは、下記の条件式（１２’’’）を満たすことである。
｜δＳＡＴ１｜（ＷＦＥλｒｍｓ／℃）≦０．００２　…（１２’’’）
　また、好ましくは、下記の条件式（１３’）を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式（１３’’）を満たすことである。
－０．０３２≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦－０．００９１　…（１３’）
－０．０１５≦δＳＡλ／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ））≦－０．０１１　…（１３’’）
　また、好ましくは、下記の条件式（１３’’’）を満たすことであり、更に好ましくは下記の条件式（１３’’’’）を満たすことである。
０．０１≦｜δＳＡλ｜（ＷＦＥλｒｍｓ／ｎｍ）＜０．１　…（１３’’’）
０．０２≦｜δＳＡλ｜（ＷＦＥλｒｍｓ／ｎｍ）＜０．１　…（１３’’’’）
　更に言えば、対物レンズの温度変化に伴う屈折率変化による球面収差の変化を、温度変化に伴う第１波長の波長変化により補正するような球面収差の波長依存性を対物レンズが有することが好ましい。好ましくは、以下の条件式（１４）を満たすことである。
０≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．００１３６　…（１４）
　ただし、δＳＡＴ２は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）（好ましくは４０５ｎｍ）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の前記対物レンズのδＳＡ３／δＴを表す。即ち、δＳＡＴ２は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の対物レンズの３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。
　より好ましくは、下記の条件式（１４’）を満たすことである。
０≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９３　…（１４’）
　さらに好ましくは、下記の条件式（１４’’）を満たすことである。
＋０．０００７≦δＳＡＴ２／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９　…（１４’’）
　また、光ピックアップ装置の集光光学系がコリメータレンズ等のカップリングレンズを有し、そのカップリングレンズがプラスチックレンズである場合、以下の条件式（１５）を満たすことが好ましい。
０≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００９１　…（１５）
　ただし、δＳＡＴ３は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）（好ましくは４０５ｎｍ）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のカップリングレンズと対物レンズを含んだ光学系全体のδＳＡ３／δＴを表す。即ち、δＳＡＴ３は、使用波長（温度変化に伴う波長変動が０．０５ｎｍ／℃）における第１光ディスクの記録及び／又は再生を行う際の光学系全体の３次球面収差の温度変化率（温度特性）を指す。
　より好ましくは、下記の条件式（１５’）を満たすことである。
０≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００４５　…（１５’）
　より好ましくは、下記の条件式（１５’’）を満たすことである。
＋０．００００５≦δＳＡＴ３／ｆ（ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ））≦＋０．０００３　…（１５’’）
　前述したように、波長特性をそれ程良好にしないことにより、温度特性に優れている対物レンズを得ることができる。波長特性に関しては、光源の発振波長のバラツキを鑑みて、発振波長が対物レンズに適した光源を選定する、即ち、発振波長が基準波長に近い光源を選定することで、ある程度波長のバラツキの悪影響を抑えることができる。そこで、上述のような対物レンズを、発振特性が厳選された光源と組み合わせることで、低コストかつシンプルな光ピックアップ装置を提供することができる。また、設計波長の互いに異なる上述の対物レンズを予め複数種類用意することもできるので、光源の発振波長のバラツキに対応させて、その光源と、適切な設計波長の対物レンズを組み合わせれば、低コストかつシンプルな光ピックアップ装置を提供することができるようになる。
　より具体的には、光ピックアップ装置の製造方法が、上述のような温度特性に優れている対物レンズを、光路差付与構造の仕様に応じて複数のグループに分けるステップと、使用しようとする光源の発振特性に応じて、いずれかのグループの対物レンズを選定するステップと、光源と、選定された対物レンズとを組み合わせるステップを有することが好ましい。
　例えば、発振波長が基準波長に対しプラス側にずれた光源に好適な光路差付与構造を有する対物レンズのグループ、発振波長が基準波長に近い光源に好適な光路差付与構造を有する対物レンズのグループ、発振波長が基準波長に対しマイナス側にずれた光源に好適な光路差付与構造を有する対物レンズのグループ等、光路差付与構造の仕様を変えた対物レンズを複数グループに分けて用意し、使用する光源の発振波長を測定して、それに最適なグループから対物レンズを選定し組み合わせることで、温度変化が生じても適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することができる。また、これらのグループごとに、対物レンズに異なる識別マークが施されていることが好ましい。なお、「光路差付与構造の仕様が異なる」とは、例えば回折構造の設計波長を異ならせることを言うが、それに限られない。又、「発振特性」とは発振波長の実測値やバラツキを含む。
　また、上述のような光ピックアップ装置の製造方法を適用する場合、製造された光ピックアップ装置の出荷ロットを検査したときに、下記の条件式（１６）を満たすことが好ましい。
σＳＡ３≦σλ・δＳＡ３λａｌｌ　…（１６）
　ただし、σＳＡ３（λｒｍｓ）は、光ピックアップ装置の出荷ロットにおいて、それぞれの光ピックアップ装置で光源が基準温度、基準出力で発振したときの波長における光ピックアップ装置の対物レンズを含む集光光学系（光源から情報記録面まで）の３次球面収差ＳＡ３の標準偏差を表す。また、σλ（ｎｍ）は、光ピックアップ装置の出荷ロットに含まれる、光源の基準温度、基準出力での発振波長の標準偏差を表す。また、δＳＡ３λａｌｌ（λｒｍｓ／ｎｍ）は、光ピックアップ装置の出荷ロットに含まれる、対物レンズを含む集光光学系（光源から情報記録面まで）の３次球面収差の波長依存性を表す。
　ここで、対物レンズの説明に話を戻す。対物レンズが、温度特性補正構造を有することにより、上記の条件式（１２）乃至（１５）を満たすようにすることが好ましい。例えば、第１光路差付与構造が、少なくとも第３基礎構造、第４基礎構造又は第７基礎構造を有する構造である場合、上記の条件式（１２）乃至（１５）を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行なうことなく実現することができるため好ましい。また、第２光路差付与構造が、少なくとも第３基礎構造、第４基礎構造又は第７基礎構造のいずれか一つを有する構造である場合も、上記の条件式（１２），（１２’），（１３），（１３’），（１３’’），（１４），（１４’），（１５），（１５’）を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行うことなく実現することができるため好ましい。また、対物レンズが、周辺領域の周りに、第３光路差付与構造を有する最周辺領域を有し、第３光路差付与構造が、少なくとも第３基礎構造、第４基礎構造又は第７基礎構造のいずれか一つを有する構造である場合も、上記の条件式（１２），（１２’），（１３），（１３’），（１３’’），（１４），（１４’），（１５），（１５’）を満たすことが、複雑な光学素子の設計を行うことなく実現することができるため好ましい。
　また、第１光束に対する対物レンズの像側開口数（ＮＡ）が０．８以上、０．９以下である場合に、上記条件式（１２），（１２’），（１３），（１３’），（１３’’），（１４），（１４’），（１５），（１５’）を満たした際の効果がより顕著となる。
　また、第３光ディスクを用いる際の対物レンズのワーキングディスタンス（ＷＤ）は、０．２０ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。好ましくは、０．３ｍｍ以上、１．００ｍｍ以下である。次に、第２光ディスクを用いる際の対物レンズのＷＤは、０．４ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、第１光ディスクを用いる際の対物レンズのＷＤは、０．４ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下（ｔ１＜ｔ２である場合は、０．６ｍｍ以上、０．９ｍｍ以下が好ましい）であることが好ましい。
　対物レンズの入射瞳径は、第１光ディスクを用いる際に、φ２．８ｍｍ以上、φ４．５ｍｍ以下であることが好ましい。
　本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
　ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。
　上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレール等を有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
　前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイ及びトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイ及びローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
　本発明によれば、簡単かつ低コストの構成で、異なる３種の光ディスク（例えば、青紫色レーザ光源を使用する高密度光ディスクとＤＶＤとＣＤの３つの光ディスク）に対して、一つの対物レンズで情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる。加えて、３つの異なる光ディスクの全てにおいて、無限系の光学系を用いる場合であっても、トラッキング、特に第３光ディスクの記録及び／又は再生を行う際のトラッキングの正確性を保つことができる光ピックアップ装置、対物レンズ及び光情報記録再生装置を提供することが可能となる。さらに、単玉の対物レンズで、異なる３種の光ディスクに対して、情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物レンズ及び光情報記録再生装置を提供することが可能になる。さらに、対物レンズとして、プラスチックレンズを用いたとしても、温度特性を良好にし、３種類のディスクに対して情報の記録及び／又は再生を適切に行うことができる光ピックアップ装置、対物レンズ及び光情報記録再生装置を提供することが可能になる。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。
　光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＢＪ，絞りＳＴ，コリメートレンズＣＬ，偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳ，ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザＬＤ１（第１光源）と、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光素子ＰＤ１と、レーザモジュールＬＭ等を有する。
　また、レーザモジュールＬＭは、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザＥＰ１（第２光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＥＰ２（第３光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第３の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。
　図１及び図４に示されるように、本実施の形態の対物レンズＯＢＪにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域ＣＮと、その周囲に配置された周辺領域ＭＤと、更にその周囲に配置された最周辺領域ＯＴとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。なお、図１及び図４の中央領域、周辺領域、最周辺領域の面積等の比率は正確には表されていない。
　青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって厚さ０．０８７５ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
　情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳを透過した後、第１の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第１の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣにより対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
　赤色半導体レーザＥＰ１から射出された第２光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域と周辺領域により集光された（最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
　情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第２の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第２の受光素子ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
　赤外半導体レーザＥＰ２から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、図示しない１／４波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＪＴに入射する。ここで、対物レンズＯＢＪの中央領域により集光された（周辺領域及び最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する）光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。
　情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、図示しない１／４波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムＰＰＳにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第３の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第３の受光素子ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
　青紫色半導体レーザＬＤ１から出射された第１光束が平行光束で対物レンズＯＢＪに入射したときに、中央領域の第１光路差付与構造、周辺領域の第２光路差付与構造及び最周辺領域は、第１光束の球面収差を適正に補正し、保護基板の厚さｔ１のＢＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、赤色半導体レーザＥＰ１から出射された第２光束が平行光束で対物レンズＯＢＪに入射したときに、中央領域の第１光路差付与構造、周辺領域の第２光路差付与構造は、ＢＤとＤＶＤの保護基板の厚さの差異及び第１光束と第２光束の波長の差異に起因して発生する第２光束の球面収差を適正に補正し、最周辺領域は第２光束をＤＶＤの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さｔ２のＤＶＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、赤外半導体レーザＥＰ２から出射された第３光束が平行光束で対物レンズＯＢＪに入射したときに、中央領域の第１光路差付与構造は、ＢＤとＣＤの保護基板の厚さの差異及び第１光束と第３光束の波長の差異に起因して発生する第３光束の球面収差を適正に補正し、周辺領域の第２光路差付与構造及び最周辺領域は第３光束をＣＤの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さｔ３のＣＤに対して適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。また、中央領域の第１光路差付与構造は、記録再生に用いられる第３光束の必要光の集光スポットと、第３光束の不要光の集光スポットとを適正な距離だけ離し、それにより、ＣＤを用いた際のトラッキング特性も良好にする。加えて、周辺領域の第２光路差付与構造は、第１光束及び第２光束に対して、レーザの製造誤差等の理由によって波長が基準波長からずれた際に、スフェロクロマティズム（色球面収差）を補正することができる。
　＜実施例１～３＞
　次に、上述の実施の形態に用いることができる実施例について説明する。以下の実施例１～３において、対物レンズは、単玉のガラスレンズである。対物レンズの光学面の中央領域ＣＮの全面には、第１光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第２光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴは、非球面の屈折面である。
　また、実施例１～３において、第１光路差付与構造は、第１基礎構造と第２基礎構造とが重畳された構造となっており、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図２（ｃ）で示されているような形状である。鋸歯状の回折構造である第１基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。また、バイナリ構造である第２基礎構造は、所謂、波長選択回折構造であり、第１光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光（透過光）の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。
　また、実施例１～３において、第１光路差付与構造は、図２（ｃ）に示すように、中央領域の光軸側の領域においては、段差が光軸側を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、中央領域の周辺領域側の領域においては、段差が光軸側とは逆を向いている鋸歯状の構造とバイナリ構造が重畳されており、その間には、鋸歯状の構造の段差の向きを切り替えるために必要な遷移領域が設けられている。この遷移領域は、回折構造により透過波面に付加される光路差を光路差関数で表現した時、光路差関数の極値となる点に相当する領域である。なお、光路差関数が極値となる点を持つと、光路差関数の傾きが小さくなるので、輪帯ピッチを広げることが可能となり、回折構造の形状誤差による透過率低下を抑制できる。
　実施例１～３において、第２光路差付与構造は、第１基礎構造と第４基礎構造を重畳した構造となっており、鋸歯状の回折構造とより荒い鋸歯状の回折構造とが重畳された形状となっている。なお、細かい方の鋸歯状の回折構造では段差が光軸側とは反対を向いており、荒い方の鋸歯状の回折構造では段差が光軸側を向いている。断面形状は、図２（ｄ）で示されているような形状である。鋸歯状の回折構造である第１基礎構造は、第１光束の２次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の１次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。また、荒い鋸歯状の回折構造である第４基礎構造は、第１光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の３次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の３次及び２次の回折光の光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくするように設計されている。なお、図２（ｃ）及び図２（ｄ）では、理解しやすいように断面の形状が誇張して描かれている。
　表１～表１８にレンズデータを示す。なお、これ以降において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-3）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ－３）を用いて表すものとする。
　対物レンズの光学面は、それぞれ数１式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、Ｘ（ｈ）は光軸方向の軸（光の進行方向を正とする）、κは円錐係数、Ａ２ｉは非球面係数、ｈは光軸からの高さである。
　また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数２式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、λは入射光束の波長、λＢは設計波長（ブレーズ化波長）、ｄｏｒは回折次数、Ｃ２ｉは光路差関数の係数である。
　＜実施例１＞
　以下の表１～３に、実施例１のレンズデータを示す。また、図５（ａ）、５（ｂ）及び５（ｃ）において、実施例１の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５又はΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６０より僅かに大きな値、又は、Φ２．６８ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、又は、Φ２．１８ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、実施例１において、Ｌ＝０．２８ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．２８／２．４２＝０．１１６である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　＜実施例２＞
　以下の表４～６に、実施例２のレンズデータを示す。また、図６（ａ）、６（ｂ）及び６（ｃ）において、実施例２の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５又はΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６０より僅かに大きな値、又は、Φ２．６８ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、又は、Φ２．１２ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、実施例２において、Ｌ＝０．１６ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．１６／２．３６＝０．０６８である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　＜実施例３＞
　以下の表７～９に、実施例３のレンズデータを示す。また、図７（ａ）、７（ｂ）及び７（ｃ）において、実施例２の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５又はΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６０より僅かに大きな値、又は、Φ２．６８ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、又は、Φ２．１７ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、実施例３において、Ｌ＝０．２８ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．２８／２．４３＝０．１１５である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　＜実施例４＞
　以下の実施例４においては、対物レンズは、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物レンズの光学面の中央領域ＣＮの全面には、第１光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第２光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第３光路差付与構造が設けられている。
　また、実施例４において、第１光路差付与構造は、第１基礎構造、第２基礎構造に加えて、第３基礎構造が重畳された構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図８においてＣＮと示されている部分として示されている。鋸歯状の回折構造である第３基礎構造は、第１光束の１０次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第２光束の６次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光の光量よりも大きくし、第３光束の５次の回折光の光量を他のいかなる次数（０次即ち透過光も含む）の回折光量よりも大きくするように設計されている。第１基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略２波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．２波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１波長分の光路差を与えるような段差量である。第２基礎構造の光軸方向の段差量（高さ）は、第１光束に対して第１波長の略３波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．８波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１．５波長分の光路差を与えるような段差量である。第３基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略１０波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略６波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略５波長分の光路差を与えるような段差量である。なお、第３基礎構造は、第１基礎構造及び第２基礎構造とは基準となる母非球面が異なる。
　実施例４において、第２光路差付与構造は、図８のＭＤとして示されているように、第１基礎構造と第４基礎構造を重畳した構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。第４基礎構造の光軸方向の段差量は、第１光束に対して第１波長の略５波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略３波長分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略２．５波長分の光路差を与えるような段差量である。なお、第４基礎構造は、第１基礎構造とは基準となる母非球面が異なる。また、第１光路差付与構造における第３基礎構造と第２光路差付与構造における第４基礎構造は連続して設けられている。第１光路差付与構造における第３基礎構造は、光軸から離れるに従ってその深さが深くなっていき、第１光路差付与構造と第２光路差付与構造との境から、今度は、第２光路差付与構造における第４基礎構造は、光軸から離れるに従って、その深さが浅くなっていく構造となっている。
　実施例４において、第３光路差付与構造は、図８のＯＴとして示されているように、第４基礎構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。第３光路差付与構造における第４基礎構造は、光軸と直交する方向に光軸から離れるにつれて、光学素子の内側に入り込んでいき、あるところを境に、光軸から離れるにつれて、光学素子の外側へと向かうような構造ではない。
　以下の表１０～１３に、実施例４のレンズデータを示す。また、図９（ａ）、９（ｂ）、９（ｃ）において、実施例４の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５又はΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６より僅かに大きな値、又は、２．７０ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値又は、Φ２．３７ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、実施例４において、Ｌ＝０．６０ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．６０／２．５３＝０．２３７である。
　実施例４の第１光路差付与構造における全ての輪帯は、段差量が３．６２μｍ～４．２３μｍのグループと、段差量が２．２２μｍ～２．５６μｍのグループに分けられる。なお、λＢは４０５ｎｍである。λＢ’は３９０ｎｍ～４００ｎｍの任意の値とする。したがって、実施例４の第１光路差付与構造における全ての輪帯の段差量が、ｄＣとｄＤのいずれかを満たすことになる。また、第１光路差付与構造における全ての輪帯のピッチ幅は、５．３μｍ～１１０μｍの範囲に含まれる。また、第１光路差付与構造における全ての輪帯の（段差量／ピッチ幅）の値は、０．８以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　また、実施例４の対物レンズの温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００３３ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ２は、＋０．００１９ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第１波長における対物レンズのｆが２．２ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆは、＋０．００１５ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。δＳＡＴ２／ｆは、＋０．０００９ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。また、実施例４の対物レンズの波長特性については、δＳＡλが、－０．０３λｒｍｓ／ｎｍであり、δＳＡλ／ｆが、－０．０１３６λｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ）である。なお、使用波長は４０５ｎｍであり、波長特性における環境温度２５℃である。
　さらに、コリメータレンズＣＬとして、対物レンズと同じ材料（ポリオレフィン系のプラスチック）で作られた単玉のコリメータレンズＣＬを用いて、実施例４の対物レンズを組み合わせて用いた場合、δＳＡＴ３は、＋０．０００４ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ３／ｆは、＋０．０００２ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。コリメータレンズのレンズデータを以下の表１４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　＜実施例５＞
　以下の実施例５においては、対物レンズは、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物レンズの光学面の中央領域ＣＮの全面には、第１光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域ＭＤの全面には、第２光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域ＯＴの全面には、第３光路差付与構造が設けられている。断面形状は、図８に近い形状となる。
　また、実施例５において、第１光路差付与構造は、第１基礎構造、第２基礎構造に加えて、第３基礎構造が重畳された構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。
　実施例５において、第２光路差付与構造は、第１基礎構造と第４基礎構造を重畳した構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。
　実施例５において、第３光路差付与構造は、第４基礎構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。
　以下の表１５～１８に、実施例５のレンズデータを示す。また、図１１（ａ）、１１（ｂ）、１１（ｃ）において、実施例５の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の１．０は、ＢＤにおいては、ＮＡ０．８５又はΦ３．７４ｍｍを表し、ＤＶＤにおいては、ＮＡ０．６より僅かに大きな値、又は、Φ２．７１ｍｍより僅かに大きな値を表し、ＣＤにおいては、ＮＡ０．４５より僅かに大きな値、又は、Φ２．２４ｍｍより僅かに大きな値を表す。なお、実施例５において、Ｌ＝０．３８ｍｍである。したがって、Ｌ／ｆ＝０．３８／２．４５＝０．１５５である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　また、実施例５の対物レンズの温度特性については、δＳＡＴ１は、＋０．００３０８ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ２は、＋０．００１７６ＷＦＥλｒｍｓ／℃である。また、第１波長における対物レンズのｆが２．２０ｍｍであるので、δＳＡＴ１／ｆは、＋０．００１４ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。δＳＡＴ２／ｆは、＋０．０００８ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。また、実施例５の対物レンズの波長特性については、δＳＡλが、－０．０２６１８λｒｍｓ／ｎｍであり、δＳＡλ／ｆが、－０．０１１９λｒｍｓ／（ｎｍ・ｍｍ）である。なお、使用波長は４０５ｎｍであり、波長特性における環境温度は２５℃である。
　さらに、コリメータレンズＣＬとして、実施例４で用いたものと同じ単玉のコリメータレンズＣＬを用いて、実施例５の対物レンズを組み合わせて用いた場合、δＳＡＴ３は、＋０．０００１９８ＷＦＥλｒｍｓ／℃であり、δＳＡＴ３／ｆは、＋０．００００９ＷＦＥλｒｍｓ／（℃・ｍｍ）である。
　次に、実施例４や５及びそれに類似の対物レンズを用いて、光ピックアップ装置を製造する方法の一例を以下に説明する。ここでは、最も発振波長のバラツキが大きい青紫色半導体レーザＬＤ１について対物レンズの最適化を考える。まず、青紫色半導体レーザＬＤ１の基準波長が４０５ｎｍであるとしたときに、設計波長を４０２ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第１の金型を作成して、第１の金型により成形した対物レンズを第１グループとする。設計波長を４０３ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第２の金型を作成して、第２の金型により成形した対物レンズを第２グループとする。設計波長を４０４ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第３の金型を作成して、第３の金型により成形した対物レンズを第３グループとする。設計波長を４０５ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第４の金型を作成して、第４の金型により成形した対物レンズを第４グループとする。設計波長を４０６ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第５の金型を作成して、第５の金型により成形した対物レンズを第５グループとする。設計波長を４０７ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第６の金型を作成して、第６の金型により成形した対物レンズを第６グループとする。設計波長を４０８ｎｍとした場合に球面収差が最適となる光路差付与構造を有する対物レンズを設計し、それに応じた第７の金型を作成して、第７の金型により成形した対物レンズを第７グループとする。なお、本実施の形態では、光路差付与構造の仕様に応じて対物レンズを７グループに分けたが、これに限らず例えば３、５グループ等に分けても良い。
　図１５は、成形された対物レンズＯＢＪの斜視図である。図１５に示すように、対物レンズＯＢＪにおける光学面ＯＰの周囲に配置された環状のフランジＦには、凸部又は凹部状の識別マークＭが形成されている。これは、金型（不図示）のフランジ転写面に、対応する凹部又は凸部を形成しておくことで、対物レンズＯＢＪの成形時に同時に転写形成できる。本実施の形態では、識別マークＭの数が１つの場合、第１グループに属する対物レンズであることを示し、識別マークＭの数が２つの場合、第２グループに属する対物レンズであることを示し、識別マークＭの数が３つの場合、第３グループに属する対物レンズであることを示し、以下同様とする。なお、グループの分け方としては、以上に限らず、例えばグループ分けされた対物レンズのトレイ、カートリッジ、或いはそれを梱包する箱等に、異なる識別マークを付与しても良い。
　図１６は、本実施の形態に係る光ピックアップ装置の製造方法を示すフローチャート図である。まず、図１６のステップＳ１０１で、任意の青紫色半導体レーザの発振波長λ１を測定する。次に、ステップＳ１０２で、測定した発振波長λ１が４０１．５ｎｍ以上４０２．５ｎｍ未満ならｎ＝１とし、測定した発振波長λ１が４０２．５ｎｍ以上４０３．５ｎｍ未満ならｎ＝２とし、測定した発振波長λ１が４０３．５ｎｍ以上４０４．５ｎｍ未満ならｎ＝３とし、測定した発振波長λ１が４０４．５ｎｍ以上４０５．５ｎｍ未満ならｎ＝４とし、測定した発振波長λ１が４０５．５ｎｍ以上４０６．５ｎｍ未満ならｎ＝５とし、測定した発振波長λ１が４０６．５ｎｍ以上４０７．５ｎｍ未満ならｎ＝６とし、測定した発振波長λ１が４０７．５ｎｍ以上４０８．５ｎｍ未満ならｎ＝７とする。なお、青紫色半導体レーザの発振波長λ１が、４０１．５ｎｍ未満或いは４０８．５ｎｍ以上であった場合、許容公差範囲外の製品として別のものと置換すればよい。
　続くステップＳ１０３で、第ｎグループ内の対物レンズを選択する。更に、ステップＳ１０４で、測定した青紫色半導体レーザと、選択した対物レンズを含む部品を組み立てることで、光ピックアップ装置が完成する。
　本実施の形態に係る光ピックアップ装置は、前述したように、第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う構成になっている。この３波長互換の光ピックアップ装置において第１～第３光束の共通光路中に用いられる対物レンズは、前記第２基礎構造のように、光軸を中心に略同心円状にパターン化された段差で、第１光束に対して略３λ１の光路差を与えるバイナリー回折構造を有することが好ましい。また、バイナリー回折構造の段差が、第２光束に対して略１．８λ２の光路差を与えることが好ましく、第３光束に対して略１．５λ３の光路差を与えることが好ましい。
　前述したように、バイナリー回折構造（山と谷の２段構造）の光軸方向の段差量（高さ）が大きいと、その回折構造を成形したときに転写しない部分（いわゆる転写なまり）が発生してしまう。つまり、図１７（Ａ）に示すように金型ＭＬの壁面が垂直であっても、図１７（Ｂ）に示すようにレンズＬＮには金型ＭＬの形状が完全に転写されず、成形されたレンズＬＮの壁面は傾斜したものとなる。例えばレンズＬＮの材料がガラスの場合、壁面傾斜角度θは通常３０～４５°程度となる。そのため、バイナリー回折構造の回折効率が著しく低下してしまい、結果として、高い光学性能で基板厚の異なる複数のディスク媒体に対応することが困難になる。
　図１８に、バイナリー回折構造の光路差：３λ，５λでの壁面傾斜角度θと回折効率（０次回折光のＢＤ波長に対する回折効率）との関係を示す。バイナリー回折構造において、図１７（Ａ）に示すように、ピッチをＰとし（平均的なピッチＰ＝２０μｍ）、高さ（段差量）をＴとする。バイナリー回折構造を構成する材料（ガラス）の屈折率をｎ（＝１．６０５３７）とし、波長をλ（＝４０５ｎｍ）とすると、光路差５λ＝（ｎ－１）Ｔから高さＴ＝３．３５μｍであり、光路差３λ＝（ｎ－１）Ｔから高さＴ＝２．０１μｍである。
　同一ピッチＰであるため、光路差：５λの方が傾斜部分の領域が広くなって、図１８に示すように、回折効率が低下する。つまり、壁面傾斜角度θが同じならば、高さＴが低いほど理想的なバイナリー形状に近くなるため、光路差：３λの方が光路差：５λよりも回折効率の低下を抑制することができる。なお、ガラスはプラスチックよりも高粘性のレンズ材料であるため、金型ＭＬの隅部分に入りにくい。したがって、第１光束に対して略３λ１の光路差を与えるバイナリー回折構造を採用することにより得られる回折効率の低下抑制効果は、ガラスレンズの方が大きいといえる。
　図１９，図２０は、第２基礎構造の光軸方向の段差量Ｔが、第１光束に対して第１波長λ１の３波長前後の光路差を与えるときの回折効率（ＢＤ，ＤＶＤは０次回折光、ＣＤは１次回折光で計算している。）を示している。つまり、ここでの光軸方向の段差量（高さ）Ｔは、第１光束に対して第１波長の略３波長分の光路差を与え、第２光束に対して第２波長の略１．８波長の分の光路差を与え、第３光束に対して第３波長の略１．５波長分の光路差を与えるような段差量である。図１９は壁面傾斜角度θ＝３０°の場合、図２０は壁面傾斜角度θ＝４５°の場合であり、設定（ピッチＰ，高さＴ等）は図１８の場合と同じである。また、計算に用いた波長λ，屈折率ｎの値を以下の表１に示す。さらに比較例として、図２１，図２２に、第２基礎構造の光軸方向の段差量Ｔが、第１光束に対して第１波長λ１の５波長前後の光路差を与えるときの回折効率を、図１９，図２０と同様に示す。図２１は壁面傾斜角度θ＝３０°の場合、図２２は壁面傾斜角度θ＝４５°の場合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　３メディアのうち最も高密度なＢＤの効率を最も高くすることが要求されるので、ＢＤの効率は５０％以上であることが望ましく、図１９等から、段差量の光路差は２．８λ１～３．２λ１であることが望ましい。次に重要なのはＢＤに次いで高密度なＤＶＤの効率であるため、ＤＶＤの効率は４０％以上であることが望ましく、そのためには、図１９等から、段差量の光路差は２．９５λ１～３．２λ１であることがより望ましい。ＣＤの効率は３０％以上であることが望ましく、上記の範囲であれば満足している。
　用いる回折光の次数はＢＤで０次、ＤＶＤで０次、ＣＤで１次であるため、段差量の光路差はＢＤ、ＤＶＤで波長の整数倍、ＣＤでは波長の整数倍＋０．５λであると、最も効率が高く好ましい。段差量の光路差は、ＢＤで３λ１、ＤＶＤで１．８λ２、ＣＤで１．５λ３であるため、ＢＤ、ＣＤでは理想的であるが、ＤＶＤでは整数倍から少し離れるため、実際には若干の効率低下がある。ただし、図１９，図２０に示すように、十分に実用可能な範囲である。
　上記バイナリー回折構造は、前述した各実施例のように、ＣＤ波長集光用（第３光束の有効径内で第３光束に対する集光作用を有する構成）に限らず、特許文献２：特開２００５－３２２３０１号公報の図１に記載の遮光構造のように、ＣＤ波長拡散用（第３光束の有効径外で第３光束をフレア化するための拡散作用を有する構成）に用いてもよい。ＣＤ有効径外のＣＤ波長のフレアを拡散させることにより、ＣＤに対応した開口規制が可能となる。
　本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。
　ＣＮ　　中央領域
　ＭＤ　　周辺領域
　ＯＴ　　最周辺領域
　ＰＵ１　　光ピックアップ装置
　ＯＢＪ　　対物レンズ
　ＳＴ　　絞り
　ＣＬ　　コリメートレンズ
　ＰＰＳ　　偏光ダイクロイックプリズム
　ＬＭ　　レーザモジュール
　ＬＤ１　　第１半導体レーザ
　ＥＰ１　　第２半導体レーザ
　ＥＰ２　　第３半導体レーザ
　ＰＤ１　　第１の受光素子
　ＤＳ１　　第２の受光素子
　ＤＳ２　　第３の受光素子
　ＰＳ　　プリズム

Claims (13)

  1. 　第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う３波長互換の光ピックアップ装置において、第１～第３光束の共通光路中に用いられる対物レンズであって、
    　光軸を中心に略同心円状にパターン化された段差で、第１光束に対して２．８λ１～３．２λ１の光路差を与えるバイナリー回折構造を有することを特徴とする対物レンズ。
  2. 　前記バイナリー回折構造の段差が、第１光束に対して２．９５λ１～３．２λ１の光路差を与えることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  3. 　前記バイナリー回折構造の段差が、第１光束に対して略３λ１の光路差を与えることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  4. 　前記バイナリー回折構造の段差が、第２光束に対して略１．８λ２の光路差を与えることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  5. 　前記バイナリー回折構造の段差が、第３光束に対して略１．５λ３の光路差を与えることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  6. 　前記バイナリー回折構造が、第３光束の有効径内で第３光束に対する集光作用を有することを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  7. 　前記バイナリー回折構造が、第３光束の有効径外で第３光束をフレア化するための拡散作用を有することを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  8. 　前記第１光ディスクがＢｌｕ－ｒａｙディスクであり、前記第２光ディスクがＤＶＤであり、前記第３光ディスクがＣＤであることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  9. 　前記バイナリー回折構造が、第１光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第２光束の０次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第３光束の±１次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造であることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  10. 　第１波長λ１は３５０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下であり、第２波長λ２は５７０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であり、第３波長λ３は７５０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  11. 　前記バイナリー回折構造がガラスから成ることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
  12. 　前記バイナリー回折構造の段差量をＴとし、前記バイナリー回折構造を構成する材料の屈折率をｎとすると、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
    （ｎ－１）Ｔ≒３λ１
  13. 　第１波長λ１の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（λ１＜λ２）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（λ２＜λ３）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有する第１光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１≦ｔ２）の保護基板を有する第２光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有する第３光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う３波長互換の光ピックアップ装置であって、
    　請求項１～１２のいずれか１項に記載の対物レンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
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